CN109488638A - 用于压缩机的可变入口设备的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于压缩机的可变入口设备的方法和系统。在一个示例中，压缩机可包括形成围绕进气通路的再循环通路的机匣；主动机匣处理，其围绕将进气通路与再循环通路分离的壁并且适于选择性地控制通过设置在壁中的多个端口的气体的流动；以及泵轮。另外，可变入口设备可定位在泵轮上游的进气通路中，可变入口设备包括相邻布置形成环的多个叶片，叶片中的每个可围绕与环相切布置的轴线在打开位置和关闭位置之间枢转。

Description

用于压缩机的可变入口设备的系统和方法

技术领域

本说明书主要涉及用于压缩机的可变入口设备的方法和系统，以及控制 可变入口设备以调节进入压缩机的气流。

背景技术

涡轮增压器可设置在发动机中以增加发动机扭矩或功率输出密度。涡轮 增压器可包括经由驱动轴耦接到压缩机的排气驱动涡轮。压缩机可流体地耦 接到发动机中的进气歧管，进气歧管连接到多个发动机汽缸。来自一个或多 个发动机汽缸的排气流可被引导到涡轮叶轮(turbine wheel)，从而致使涡轮 围绕固定轴线旋转。涡轮的旋转运动驱动压缩机的泵轮(impeller)(例如，叶 轮)，压缩机将空气压缩到进气歧管中以基于发动机工况增加增压压力。

压缩机效率影响整体发动机性能和燃料消耗。例如，较低的压缩机效率 可导致发动机瞬态响应缓慢以及稳态和瞬态发动机操作二者的较高燃料消 耗。在较轻的发动机负载下，当压缩机效率降低时，在踩加速器踏板期间可 导致增加的涡轮增压器滞后。另外，轻负载操作可导致较低的压缩机效率， 并且压缩机喘振极限可限制低发动机转速下的增压压力上升。

解决低的压缩机效率的其它尝试包括利用可变入口压缩机，可变入口压 缩机利用导向轮叶以引导和调节通过压缩机的泵轮的流动/流量(flow)。 Sconfietti等人在EP2024645中示出一种示例方法。其中，公开了设置成邻近 压缩机入口并且包括多个轮叶的可变入口设备。轮叶中的每个在第一位置和 第二位置之间可移动，以控制传递到泵轮的流体量。具体地，轮叶围绕叶轮 设备的中心定位并围绕与压缩机中心轴线平行的轴线枢转。在关闭位置，流 量被阻止传递到泵轮，并且在打开位置，气体可围绕叶轮设备的中心在相邻 叶片之间流动。

然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，即 使在打开位置，由于这些轮叶的取向和枢转方向，通过可变入口设备并且到 泵轮的流量受到限制(例如，部分地被阻止)。结果，这种类型的可变入口具 有降低的高端效率并且因流量限制问题约束高端流量。此外，这种类型的设 备不能生成压缩机的预旋流(pre-swirl flow)，该预旋流可增加压缩机的低端 效率。

在一些实施例中，压缩机可包括在压缩机护罩上具有两个分离狭槽的主 动机匣处理(active casing treatment)，一个狭槽在全叶片和分流叶片之间用作 排出(bleed)狭槽，用于喘振(surge)控制，并且另一个狭槽在分流叶片下游用作 喷射狭槽，用于扼流能力(choke flow capacity)增强。这两个狭槽可以被单 独覆盖，以实现压缩机的增加的较低端效率和喘振性能，以及高端扼流能力。 然而，本文发明人已经认识到单独的主动机匣处理可能不能充分增加轻负载 压缩机流量范围和操作效率，尤其是实现发动机小型化。因此，发动机性能 可能仍低于所期望的。

发明内容

在一个示例中，上述问题可通过压缩机解决，该压缩机包括：形成围绕 进气通路的再循环通路的机匣；主动机匣处理，其围绕将进气通路与再循环 通路分离的壁并且适于选择性地控制通过设置在壁中的多个端口的气体的流 动；泵轮；以及可调节设备，其定位在泵轮上游的进气通路中，并且包括可 枢转且相邻布置形成环的多个叶片。可调节设备的叶片可适于在打开位置和 关闭位置之间枢转，从而将可调节设备调节到打开位置和关闭位置。在关闭 位置，叶片的出口端部比叶片的入口端部重叠更多，从而产生通过可调节设备并且到泵轮的流量限制。另外，重叠叶片在叶片的内表面上产生螺旋凹槽， 该螺旋凹槽面对进气通路中的气体的流动。结果，生成到泵轮的预旋流。在 打开位置，叶片在出口端部处远离压缩机的中心轴线枢转，从而减少叶片的 重叠并且减少通过进气通路和可调节设备到泵轮的流量限制。以这种方式， 由于由可调节设备在关闭位置生成的受限制的预旋流，增加较低端压缩机效 率，以及由于当可调节设备处于打开位置时减少的流量限制而增加高端压缩 机效率。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式引入在具体实施方式 中进一步描述的所选概念。这并不意味着确立所要求保护的主题的关键或必 要特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求 保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方 式。

附图说明

图1示出示例车辆系统的示意性描绘。

图2A至图2C示出涡轮增压器压缩机的第一实施例和第二实施例，该涡 轮增压器压缩机包括定位在压缩机的入口管道中的可变入口设备。

图3A至图3D示出用于在打开位置和关闭位置中的涡轮增压器压缩机的 可变入口设备的实施例。

图4A至图4B示出涡轮增压器压缩机的第三实施例的剖视图，该涡轮增 压器压缩机包括机匣处理和定位在压缩机的入口管道中的可变入口设备。

图5A至图5B示出涡轮增压器压缩机的第四实施例的剖视图，该涡轮增 压器压缩机包括主动机匣处理和定位在压缩机的入口管道中的可变入口设 备。

图6示出用于控制可变入口设备的位置的方法的流程图。

图7示出用于控制可变入口设备的位置的发动机负载和发动机转速映射 图。

图8示出用于协调可变入口设备的位置控制和压缩机的主动机匣处理的 方法的流程图。

图9示出用于控制可变入口设备的位置和压缩机的主动机匣处理的发动 机负载和发动机转速图。

图2A至图3B和图4A至图5B近似按比例示出。

具体实施方式

以下描述涉及用于涡轮增压器压缩机的可变入口设备的系统和方法。涡 轮增压器的压缩机(诸如图1中所示的发动机系统的压缩机)可定位在发动 机的进气通路中。压缩机可包括外机匣，该外机匣具有入口管道(例如，进 气通路)和设置在入口管道中的下游的泵轮(例如，压缩机叶轮)。泵轮可包 括一个或多个叶片，并可围绕压缩机的中心轴线旋转。如图2A至图2C所示， 可变入口设备(VID)可设置在泵轮上游的压缩机的入口管道内。VID可在打 开位置(如图2A、图2C、图3A、图3C、图4B和图5B所示)和关闭位置 (如图2B、图3B、图3D、图4A和图5A所示)之间可调节。在图2C中示 出致动VID的被动方法。如图3A和图3B所示，VID包括形成围绕压缩机的 中心轴线的环的相邻布置的多个叶片。叶片在打开位置和关闭位置之间朝向 和远离中心轴线可枢转。当VID处于打开位置时，VID的叶片的内表面限制通过VID和入口管道的流量小于当VID处于关闭位置时的流量。例如，如图 3C所示，在打开位置，减少VID限制从入口端部到出口端部的流量的量。相 反，如图3D所示当VID处于关闭位置时，叶片枢转使得由叶片的内表面形 成的VID的流动通路从入口端部到出口端部变窄。另外，在关闭位置，内表 面形成具有螺旋凹槽的光滑表面，该螺旋凹槽由于叶片在出口端部处的重叠 而产生旋流。如图4A至图4B所示，VID也可与具有机匣处理的压缩机结合 使用，该机匣处理包括用于使流量从泵轮到VID上游的入口管道再循环的共 振室。此外，如图5A至图5B所示，VID可与具有主动机匣处理的压缩机结 合使用，该主动机匣处理适于调节在再循环端口与设置在入口管道的壁中的 排出端口和喷射端口中的一个之间的再循环流量。如图6至图7所示，可基 于相对于喘振阈值的发动机负载和发动机转速状况来控制VID的位置。在结 合主动机匣处理使用的VID的实施例中，根据相对于喘振阈值和扼流阈值的发动机负载和发动机转速状况，可彼此协调地控制VID的位置和主动机匣处 理，如图8至图9中所描绘的。以这种方式，压缩机的VID可用于在不同的 工况下(诸如较轻的负载状况)提高压缩机效率。VID的布置可在打开位置 减少不需要的流量限制并且在关闭位置生成到压缩机泵轮的平滑的预旋流， 从而改善压缩机的低端效率和流速。

现在转到附图，图1描绘了内燃发动机10的汽缸14的示例实施例，内 燃发动机10可被包括在车辆5中。发动机10可至少部分地通过包括控制器 12的控制系统并且通过经由输入设备132来自车辆操作员130的输入控制。 在该示例中，输入设备132包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信 号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在本文中也称为“燃烧室”) 14可包括具有定位在其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可耦接到曲 轴140，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器 54耦接到客运车辆的至少一个驱动轮55，如下面进一步描述。此外，起动马 达(未示出)可经由飞轮耦接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。

在一些示例中，车辆5可为具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源 的混合动力车辆。在其它示例中，车辆5为仅具有发动机的常规车辆或仅具 有(一个或多个)电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10 和电机52。电机52可为马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时， 发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示 例中，第一离合器56设置在曲轴140和电机52之间，并且第二离合器56设 置在电机52和变速器54之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送 信号以接合离合器或使离合器脱离，以便将曲轴140与电机52和连接到电机 52的部件连接或脱开，和/或将电机52与变速器54和连接到变速器54的部 件连接或脱开。变速器54可为变速箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。 动力传动系可以以各种方式配置，包括并联、串联或串并联混合动力车辆。

电机52接收来自牵引电池58的电力以向车轮55提供扭矩。例如，在制 动操作期间，电机52也可作为发电机操作以向充电电池58提供电力。

发动机10的汽缸14能够经由一系列进气通路142、144和146接收进气。 除汽缸14之外，进气通路146还能够与发动机10的其它汽缸连通。在一些 示例中，进气通路中的一个或多个可包括增压设备，诸如涡轮增压器或机械 增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括 布置在进气通路142和144之间的压缩机174和沿排气通路148布置的排气 涡轮176。当增压设备被配置为涡轮增压器时，压缩机174可至少部分地由排 气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在其它示例中，诸如当发动机10设 置有机械增压器时，压缩机174可由来自马达或发动机的机械输入提供动力 并且排气涡轮176可任选地被省略。

包括节流板164的节气门162可设置在发动机进气通路中，用于改变向 发动机汽缸提供的进气的流速和/或压力。例如，如图1所示，节气门162可 定位在压缩机174的下游，或可另选地设置在压缩机174的上游。

除汽缸14之外，排气通路148还能够接收来自发动机10的其它汽缸的 排气。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通路148。 排气传感器128可从用于提供排气空燃比(AFR)的指示的各种合适的传感 器中选择，例如，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧 传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感 器。排放控制装置178可为三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排 放控制装置或它们的组合。

发动机10的每个汽缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例 如，汽缸14被示为包括位于汽缸14的上部区域处的至少一个进气提升气门 150和至少一个排气提升气门156。在一些实施例中，包括汽缸14的发动机10的每个汽缸可包括位于汽缸上部区域处的至少两个进气提升气门和至少两 个排气提升气门。进气门150可经由致动器152由控制器12控制。类似地， 排气门156可经由致动器154由控制器12控制。进气门150和排气门156的 位置可由相应的气门位置传感器(未示出)确定。

在一些情况下，控制器12可改变向致动器152和154提供的信号，以控 制相应的进气门和排气门的打开和关闭。气门致动器可为电动气门致动型、 凸轮致动型或它们的组合。可同时控制进气门正时和排气门正时，或可使用 可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定 凸轮正时中的任一个。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮并且可利用 可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正 时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个 或多个。例如，汽缸14可另选地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由 包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其它实施例中，进气门和 排气门可由共同的气门致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致 动系统)控制。

汽缸14能够具有压缩比，该压缩比是活塞138处于下止点(BDC)处时 的容积与处于上止点(TDC)处时的容积的比。在一个示例中，该压缩比在 9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可增加。 例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高潜在汽化焓的燃料时，可发生这种 情况。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可增加。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可包括用于启动燃烧的火花塞192。 在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统 190能够经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可基于发动机工况和驾 驶员扭矩需求来调节信号SA的正时。例如，可在最大制动扭矩(MBT)正 时提供火花以使发动机功率和效率最大化。控制器12可将包括发动机转速、 发动机负载以及排气AFR的发动机工况输入到查找表中，并输出用于输入的 发动机工况的对应MBT正时。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可被配置有一个或多个燃料喷射器 以用于向汽缸提供燃料。作为非限制性示例，示出汽缸14包括燃料喷射器166。 燃料喷射器166可被配置成输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可包 括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨道。示出燃料喷射器166直接耦接到 汽缸14，用于与经由电子驱动器168接收自控制器12的信号FPW的脉冲宽 度成比例地直接将燃料喷射到汽缸中。以这种方式，燃料喷射器166提供所 谓的燃料的直接喷射(下文也称为“DI”)到汽缸14中。虽然图1示出燃料 喷射器166定位到汽缸14的一侧，但是燃料喷射器166可另选地位于活塞顶 上，诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的较低挥发性，因此当 以醇基燃料操作发动机时，此类位置可增加混合和燃烧。另选地，喷射器可 位于进气门顶上并靠近进气门以增加混合。燃料可经由高压燃料泵和燃料轨 道从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166。此外，燃料箱可具有向控制 器12提供信号的压力传感器。

在另选的示例中，燃料喷射器166可布置在进气通路146中，而不是以 提供所谓的燃料的进气道喷射(下文也被称为“PFI”)到汽缸14上游的进气 道中的配置直接耦接到汽缸14。在其它示例中，汽缸14可包括可被配置为直 接燃料喷射器、进气道燃料喷射器或它们的组合的多个喷射器。由此，应当 理解，本文描述的燃料系统不应受到本文通过示例描述的特定燃料喷射器配 置的限制。

燃料喷射器166可被配置成以变化的相对量从燃料系统8接收不同的燃 料作为燃料混合物，并且进一步被配置成将该燃料混合物直接喷射到汽缸中。 此外，可在汽缸的单个循环的不同冲程期间将燃料输送到汽缸14中。例如， 直接喷射的燃料可在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程 期间至少部分地输送。由此，对于单次燃烧事件，可在每个循环执行燃料的 一次或多次喷射。多次喷射可在压缩冲程、进气冲程或它们的任何适当组合 期间以所谓的分段燃料喷射执行。

燃料系统8中的燃料箱可容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料 质量和不同燃料成分的燃料。差异可包括不同的醇含量、不同的水含量、不 同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。具有不 同汽化热的燃料的一个示例包括汽油作为具有较低汽化热的第一种燃料类型 和醇作为具有较大汽化热的第二种燃料类型。在另一个示例中，发动机可使 用汽油作为第一种燃料类型，以及含醇的燃料共混物诸如E85(E85为约85％ 乙醇和15％汽油)或M85(M85为约85％甲醇和15％汽油)作为第二种燃料 类型。其它可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、 醇类的混合物等。在又一个示例中，两种燃料均可为具有不同醇组分的醇共 混物，其中第一种燃料类型可为具有较低浓度的醇的汽油醇共混物，诸如E10 (其约为10％乙醇)，而第二种燃料类型可为具有较高浓度的醇的汽油醇共混 物，诸如E85(其约为85％乙醇)。另外，第一种燃料和第二种燃料在其它燃 料质量方面，诸如在温度、粘度、辛烷值等的差异也可不同。此外，例如，由于燃料箱再填充的日常变化，一个或两个燃料箱的燃料特性可经常变化。

控制器12在图1中示出为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)106、 输入/输出端口(I/O)108、在该特定示例中示为非暂时性只读存储器芯片 (ROM)110的用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储 介质、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114和数据总线。 控制器12可接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除前面讨论的 那些信号之外，还包括：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量 (MAF)的测量值；来自耦接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷 却剂温度(ECT)；来自耦接到排气通路148的温度传感器158的排气温度； 来自耦接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型)的表面点火感测信 号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自可由控制器12 使用以确定排气的AFR的排气传感器128的信号EGO；以及来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可由控制器12从 信号PIP生成。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可用于提供进气 歧管中的真空或压力的指示。控制器12可基于发动机冷却剂温度推断发动机 温度并基于从温度传感器158接收的信号推断催化剂178的温度。

控制器12接收来自图1的各种传感器的信号，并采用图1的各种致动器， 以基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调节发动机操作。例 如，在接收到来自各种传感器的信号时，发动机控制器可将控制信号发送到 致动器以改变压缩机174的可变入口设备(VID)的位置和/或将控制信号发 送到沿压缩机174的入口管道布置的主动机匣处理(诸如可滑动套筒)的致 动器(如下面参考图6和图8进一步说明的)。例如，控制器可将电子信号发 送到VID的致动器，以响应于相对于压缩机的喘振阈值和/或扼流阈值的当前 发动机转速和发动机负载，将VID从打开位置调节到关闭位置或从关闭位置 调节到打开位置。

如上所述，图1仅示出多汽缸发动机中的一个汽缸。由此，每个汽缸可 类似地包括其自身的一组进气门/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞 等。应当理解，发动机10可包括任何合适数量的汽缸，包括2个、3个、4 个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个汽缸。此外，这些汽缸中的每个 可以包括参考汽缸14由图1描述和描绘的各种部件中的一些或全部。

图2A至图2B示出涡轮增压器的压缩机202的第一实施例的剖视图(例 如，横截面视图)，该涡轮增压器包括定位在压缩机202的入口管道206中的 可变入口设备(VID)204。在一个实施例中，压缩机202可为图1中的压缩 机174。图2C示出定位在压缩机202的入口管道206中的VID 204的第二实 施例，其中压缩机202包括在入口管道206中布置在泵轮208的上游和VID 204 的入口端部的下游的附加通道226，如下面进一步解释的。压缩机202包括入 口管道206、泵轮208、蜗壳216、扩散器218以及机匣220。压缩机202的 元件可在通过压缩机202的气流203的方向上描述，并且相对于参考点的气 流路径中的任何元件被认为是在参考点的下游。相反，相对于参考点定位在 气流的反向方向上的任何元件是在参考点的上游。另外，压缩机202包括中 心轴线205，中心轴线205为入口管道206的中心轴线和泵轮208的中心旋转 轴线(例如，泵轮可围绕中心轴线205旋转)。

气流(例如，来自进气通路的进气，诸如图1中所示的进气通路142)203 进入入口管道206并流动通过位于泵轮208上游的VID 204。VID 204包括围 绕中心轴线205以环配置布置成彼此相邻的多个叶片207。下面参考图3A至 图3D进一步描述VID 204的配置。VID204定位成使得叶片207的环的中心 轴线垂直于入口管道206的壁并且与压缩机202的中心轴线205共线。泵轮 208包括附接到毂212的多个泵轮叶片210。毂212连接到可旋转轴214，该 可旋转轴214平行于气流方向和中心轴线205对准并且连接到涡轮叶轮(其 驱动轴和泵轮208的旋转)。泵轮208的旋转将气体通过机匣220的入口管道 206，然后通过VID 204吸入压缩机202中。气体从VID 204行进到泵轮208 并且进入扩散器218。气体通过扩散器218加速进入蜗壳216，导致气流的减 速和蜗壳216的压力增加。蜗壳216中的高压可导致气体流到进气歧管。

如图2A至图2C所示，VID 204横跨整个入口管道206。具体地，VID 204 的叶片207的端部定位成接近机匣220的内壁219。另外，整个VID 204定位 在整个泵轮208的上游，包括泵轮叶片210的前缘的上游。如图2A至图2B 所示，与控制器211(其可与图1中所示的控制器12相同或类似)电子通信 的致动器209机械耦接到VID 204。基于从控制器211接收的一个或多个电子 信号，致动器209适于使VID 204的叶片207在打开位置和关闭位置之间枢转。在一个示例中，致动器可为耦接到VID 204的入口端部的马达。图2A示 出具有在打开位置的VID 204的压缩机202的第一示意图200，其中叶片207 的出口叶片端部222布置成接近入口管道206的内壁219，该叶片207的出口 叶片端部222相对于叶片207的入口叶片端部224布置在入口管道206中的 最下游。在一个示例中，出口叶片端部222可接触内壁219(例如，与内壁 219共面接触)。在打开位置中，由出口叶片端部222形成的环的直径可等于 或大于由入口叶片端部224形成的环的直径。在打开位置中，叶片207的内 壁几乎不产生通过VID 204的流量限制，并因此几乎不产生通过入口管道206 的流量限制。图2B示出具有在关闭位置的VID 204的压缩机202的第二示意 图201，其中入口叶片端部224布置成接近入口管道206的内壁219。在一个 示例中，入口叶片端部224可接触内壁219(例如，与内壁219共面接触)。 在关闭位置，由出口叶片端部222形成的环的直径比由入口叶片端部224形 成的环的直径更窄。因此，当VID处于图2B所示的关闭位置时，通过VID 204 和入口管道206(以及到泵轮208)的气流受到叶片207的内表面的限制。

图2C示出压缩机202的第三示意图221，示出用于在打开位置和关闭位 置之间调节VID 204的被动致动机构。具体地，机匣220包括形成在泵轮208 上游和VID 204的入口端部下游的入口管道206中的附加通道226。如图2C 所示，通道226可从中心轴线205向外延伸，使得通道226区域中的内壁219 比布置在VID 204的入口端部上游的入口管道206的区域中的内壁219更远 离中心轴线205定位。在某些工况期间，气流经由通道226在与到入口管道 206中的气流203相反方向上从泵轮208再循环到VID 204，如箭头213处所 示。经由通道226的该再循环气流致使在VID 204的出口端部处的叶片207 的外面(例如，面对入口管道206的内壁219的表面)上经历的压力比叶片 207的内面由于气流203而经历的压力高。结果，VID 204经由该压力差从打 开位置被动地致动到关闭位置(如图2C所示)。此类压力差的一个示例可在 喘振状况期间发生，其中压缩机202的出口端部处的压力增加并且经由通道 226开始气流203的逆转。在VID 204的出口端部处的叶片207的外面上的增 加的压力使得叶片207能够朝向在VID 204的出口端部处的旋转的中心轴线 205枢转，从而将VID 204移动到关闭位置。在叶片207的外面上的压力等于 或小于叶片207的内面上的压力的状况下，VID 204被调节到(或保持在)打 开位置。

图3A至图3D示出可变入口设备(VID)300的细节，其可用作图2A至 图2B、图4A至图4B以及图5A至图5B中所示的可变入口设备204、404以 及540中的一个。具体地，图3A示出在打开位置的VID 300的侧视图，图 3B示出在关闭位置的VID 300的侧视图，图3C示出在打开位置的VID 300 的正视图，以及图3D示出在关闭位置的VID 300的正视图。

如图3A至图3D所示，VID 300包括形成围绕VID 300的中心轴线301 的环的相邻布置的多个叶片306，该中心轴线301可与压缩机的中心轴线共线， 如图2A至图2B、图4A至图4B以及图5A至图5B所示。VID 300具有由叶 片306的入口端部(例如，入口叶片边缘)304形成的入口端部，入口端部形 成具有第一直径303的第一环。VID 300也具有由叶片306的出口端部(例如， 出口叶片边缘)302形成的出口端部，出口端部形成具有第二直径305的第二环。当VID 300定位在流动通路中，诸如图2A至图2B、图4A至图4B以及 图5A至图5B中所示的入口管道(例如，进气通路)时，入口端部304布置 在出口端部302的上游。每个叶片306具有外表面307和内表面309，其中所 有叶片306的内表面309形成通过VID 300的流动通路311。以这种方式，流 动通过其中定位有VID 300的通路(诸如图2A至图2B、图4A至图4B以及 图5A至图5B中所示的入口管道或进气通路)的气体(例如，进气)接触内 表面309并且经由流动通路311穿过VID 300。通过VID 300的气流方向由箭 头313示出。在图3C至图3D中，示出通过VID 300的气流方向。VID 300 的打开位置和关闭位置通过使叶片306在布置成与入口环相切并垂直于中心 轴线301的枢转轴线329处朝向和远离中心轴线301枢转来实现，如下面进 一步解释的。

图3A示出处于打开位置的VID 300的侧视图，其中第二直径305可等于 (如图3A所示)或大于第一直径303。因此，通过VID 300的流量不受入口 端部到出口端部的限制。图3C中示出处于打开位置的从叶片306的入口端部 304截取的VID 300的正视图。如图3C所示，第一直径303和第二直径305 相等。因此，在打开位置，叶片306从入口端部304到出口端部302相对笔 直，并且近似平行于中心轴线布置。每个叶片306具有枢转轴线329，每个叶 片的入口端部围绕该枢转轴线329在打开位置和关闭位置之间枢转。如图3C 所示，每个叶片306的入口端部包括布置在枢转轴线329处的铰链元件331。 如此，铰链元件331可允许每个叶片306在打开位置和关闭位置之间枢转。 在一个示例中，铰链元件331可为扭转弹簧，其定位成与VID 300的入口环 近似相切并且在叶片306的厚度333内居中。如图3C所示，叶片306的横截 面积与关闭位置的横截面积相比(如下面在图3B和图3D中进一步讨论并示 出的)小并且与具有从设备的中心轴线到设备的外周边取向的叶片或轮叶的 设备的横截面面积相比小。由于叶片306在打开位置中的定位，可减少(例 如，最小化)打开位置中通过VID 300并且到泵轮的流量限制。

同样如图3A和图3C中所示，每个叶片306包括在入口端部304和出口 端部302之间延伸的侧表面。例如，第一叶片315具有第一侧表面317，该第 一侧表面317接触相邻的第二叶片321的侧表面319。第一叶片315具有第二 侧表面323，该第二侧表面323接触相邻的第三叶片327的侧表面325。在打 开位置，叶片306的侧表面(例如，内表面)彼此接触但它们可不重叠。图 3B中示出处于关闭位置的VID 300的侧视图(例如，侧面图)。图3D示出处 于关闭位置的VID 300的正视图(从入口端部看)。为了从打开位置移动到关 闭位置，叶片306的出口端部302经由布置在叶片306的入口端部处的枢转 轴线329朝向中心轴线301枢转。因此，第二直径305减小并且第一直径保 持与当VID 300处于打开位置时的相同。在关闭位置，如图3B和图3D所示， 第二直径305小于第一直径303。具体地，第二直径305比第一直径303小第 一量(例如，第一直径303和第二直径305之间的差值是关闭位置中的第一 量)。在关闭位置，叶片306从入口端部304到出口端部302朝向中心轴线301 向内成角度。在关闭配置中，由于VID 300的流动通路311的直径从入口端 部304到出口端部302(例如，当穿过流动通路311的流向下游行进时)逐渐 减小，所以叶片306的内表面309限制从入口端部304到出口端部302的流 量。内表面309具有相对光滑的表面，用于导向从入口端部304到出口端部 302的流动。如图3B中所示，叶片306的出口端部302彼此重叠(例如，每 个叶片与相邻叶片重叠并且由另一相邻叶片重叠)。然而，叶片306的入口端 部304可在关闭位置不重叠或可比出口端部302重叠更少。在关闭位置叶片 在出口端部302处的重叠布置提供具有螺旋凹槽308的光滑内表面，如图3D 所示，致使气流在穿过VID 300时打旋。具体地，如图3D中所示，每个叶片 306经由螺旋凹槽308与相邻叶片306分离。螺旋凹槽308相对于中心轴线 301弯曲。在一个示例中，螺旋凹槽308的曲率被偏置以在与压缩机的泵轮的 旋转相同的旋转方向上引导流动。例如，图3B和图3D中的叶片306重叠以 产生螺旋凹槽，当安装在压缩机入口管道中的泵轮的上游时(如图2A至图 2B、图4A至图4B以及图5A至图5B所示)，该螺旋凹槽使气体相对于中心 轴线301逆时针打旋，该中心轴线301可与压缩机泵轮的中心旋转轴线共线。 然后打旋的气体可从VID 300的出口端部流动到同样逆时针旋转的泵轮。

图4A至图4B示出涡轮增压器的压缩机402的第三实施例的剖视图，该 压缩机402包括机匣处理416和定位在压缩机402的入口管道(在本文也描 述为压缩机入口)406中的VID 404(诸如图3A至图3D中所示的VID 300)。 在一个实施例中，压缩机402可为图1的压缩机174。压缩机402包括入口管 道406、泵轮408、扩散器410、蜗壳412、机匣414以及机匣处理416。压缩 机402的元件可在气流方向上描述，并且相对于参考点的气流路径中的任何 元件被认为是在参考点的下游。相反，相对于参考点定位在气流的反向方向 上的任何元件都在参考点的上游。气流方向与泵轮408的中心旋转轴线403 平行，并且由箭头405示出。泵轮408的中心旋转轴线在本文将被称为压缩 机的中心轴线。压缩机402的中心旋转轴线也可为入口管道406的中心轴线 和VID 404的中心轴线，如上文和下文进一步所述。

压缩机402可旋转地耦接到轴，该轴连接到涡轮(诸如图1中的180和 176)，该轴布置成平行于中心旋转轴线并且将能量传送到泵轮408。泵轮408 在本文中也可称为压缩机叶轮。泵轮408的旋转通过机匣414的进气导管406 将气体吸入压缩机402中。气体流动通过VID 404并且流动到泵轮408，并且 然后气流由泵轮408加速通过扩散器410进入蜗壳412。在流动通过扩散器 410进入蜗壳412期间发生减速，从而致使压力增加。压力下的气体可从蜗壳 412流动到进气歧管。

泵轮408包括多个叶片418、毂420，并且具有布置成平行于通过入口管 道406的流动的方向的中心旋转轴线403。机匣处理416包括再循环通路(也 称为共振室)424、排出端口422、致动端口423以及再循环端口430。致动 端口423形成在入口管道406的内壁425中，并且在与VID 404的多个叶片 407直接相邻的位置处将再循环通路流体地耦接到入口管道406。更具体地， 致动端口423定位在VID 404的入口(例如，上游)端部和出口(例如，下 游)端部之间。此外，致动端口423定位在再循环通路424中的排出端口422 和再循环端口430之间。

再循环通路424由压缩机402的机匣(例如，外机匣)414形成并且围绕 入口管道406。因此，再循环通路424可为围绕入口管道406并布置成与入口 管道406平行的环形通路。再循环通路424通过机匣414的内壁425与入口 管道406分离，该内壁425为形成入口管道406的壁。另外，再循环通路424 经由排出端口422和再循环端口430与入口管道406流体耦接。排出端口422 形成在泵轮408的前缘下游和扩散器410上游的内壁425中。在一个示例中， 排出端口422是位于内壁425中并且通过内壁425的狭槽。排出端口422的 入口可布置成与泵轮叶片418直接相邻。排出端口422为再循环通路424的 进入口。再循环通路424邻接再循环端口430，再循环端口430形成在VID 404 的入口端部上游的壁425中。再循环端口430被配置成使得气体能够在入口 管道406和再循环通路424之间流动。排出端口422、致动端口423、再循环 通路424以及再循环端口430减轻泵轮408下游的压力累积。这可通过使空气循环回到压缩机入口406来减少喘振状况并且延长压缩机402的喘振裕度。

如图4A至图4B所示，VID 404布置在泵轮408的前缘的上游和再循环 端口430耦接到入口管道406的位置的下游的入口管道406中。VID 404包括 围绕中心轴线403以环配置布置成彼此相邻的多个叶片407。VID 404的配置 参考图3A至图3D在上文详细描述。如图4A至图4B所示，VID 404横跨整 个入口管道406。具体地，VID 404的叶片407的端部定位成接近机匣414的 内壁425。另外，整个VID 404定位在整个泵轮408的上游，包括泵轮叶片 418的前缘。

图4A示出具有处于关闭位置(诸如图3B和图3D中所示的VID 300的 关闭位置)的VID 404的压缩机402的第一示意图400，其中叶片407的出口 叶片端部426(其相对于叶片407的入口叶片端部428布置在入口管道406中 的最下游)朝向中心轴线403向内枢转，并且入口叶片端部428布置成接近 入口管道406的内壁425。在一个示例中，致动端口423可允许再循环气体通 过再循环通路424以利用与上面参考图2C描述的类似方式作用于VID 404。在泵轮叶片418处和再循环通路424中的压力高于在VID 404的上游的入口 管道406中的压力的状况下，再循环流量通过再循环通路424(如箭头431所 示)在与气流405相反的方向上增加。气流也遵循箭头429指示的路径，从 而在VID 404的叶片407的外面(例如，面向内壁425的表面)上施加比叶 片407的内面由于气流405而经受的压力更大的压力。由此，VID404的出口 叶片端部426朝向中心旋转轴线403向内枢转，并且VID 404被致动到关闭 位置。

如图4A所示，当VID 404处于关闭位置时，入口叶片端部428可触碰或 接触内壁425。如上面参考图3B和图3D所解释的，出口叶片端部426形成 具有比入口叶片端部428更小的直径的环。出口叶片端部426的重叠布置产 生限制通过压缩机入口406的流动的平滑的内表面，从而改善在轻发动机负 载下的压缩机效率。由重叠叶片边缘426形成的内凹槽在泵轮408上游的流 中生成预涡旋，从而使在与泵轮叶片418的旋转相同的方向上的流旋转。

图4B示出具有处于打开位置(诸如图3A和图3C中所示的VID 300的 打开位置)的VID 404的第二示意图401。在一个示例中，泵轮叶片418处和 再循环通路424中的上游的压力等于或小于VID 404上游的入口管道406中 的压力，并且如箭头431所指示通过再循环通路的气流的压力可等于或小于 气流405。因此，VID 404的叶片407在外面上经受等于或小于内面的压力， 并且VID 404被致动到打开位置。

在打开位置，出口叶片端部426朝向内壁425并远离中心轴线403向外 枢转。在一个示例中，入口叶片端部428和出口叶片端部426均可在打开位 置接触内壁425。当VID 404处于打开位置时，由出口叶片端部426形成的环 的直径等于由入口叶片端部428形成的环的直径。这使对通过VID 404和到 泵轮408的气体流量的限制最小化，并且可为在中到高发动机负载下的VID 404的命令配置，如下面进一步描述的。

图5A至图5B示出涡轮增压器的压缩机502的第四实施例的剖视图，该 压缩机包括主动机匣处理(ACT)和定位在压缩机502的入口管道(例如， 进气通路)中的VID 540(诸如图3A至图3D中所示的VID 300)。在一个实 施例中，压缩机502可为图1中的压缩机174。涡轮(诸如图1中所示的涡轮 176)可经由轴504旋转地耦接到压缩机502。具体地，涡轮将排气的能量转 换成旋转能量，用于旋转连接到泵轮506的驱动轴504。泵轮506在本文中也 可被称为压缩机叶轮。压缩机502包括泵轮506、扩散器508、蜗壳(例如， 压缩机室)510、主动机匣处理512以及机匣514。泵轮506的旋转通过机匣 514的压缩机入口516将气体吸入压缩机502中。作为非限制性示例，气体可 包括来自进气通路的空气、排气(诸如当使用长回路EGR时)、气体燃料(诸 如当使用燃料的进气道喷射时)，以及它们的组合。气体从压缩机入口516流 动并且由泵轮506通过扩散器508加速到蜗壳510中。扩散器508和蜗壳510 使气体减速，从而致使蜗壳510中的压力增加。压力下的气体可从蜗壳510 流动到进气歧管。

压缩机502中的元件可相对于通过压缩机502的气体流动路径的方向来 描述。相对于参考点基本上在气流方向上的元件在参考点的下游。相对于参 考点基本上与气流的方向相反的元件在参考点的上游。例如，压缩机入口516 在泵轮506的上游，泵轮506在扩散器508的上游。扩散器508在泵轮506 的下游，泵轮506在压缩机入口516的下游。

泵轮506包括毂518和多个叶片，包括全叶片520和分流器522。全叶片 520和分流器522附接到毂518。在压缩机502中的最上游的全叶片520的边 缘为全叶片520的前缘。类似地，分流器522包括在分流器522的最上游部 分处的前缘。全叶片520的前缘在分流器522的上游。泵轮506包括与驱动 轴504的旋转轴线和涡轮的涡轮毂对准的旋转轴线524。旋转轴线524与压缩 机入口516处的气体的流动基本上平行，并且基本上垂直于扩散器508处的气体的流动。旋转轴线524在本文中也可被称为压缩机502的中心轴线。

机匣514包括压缩机入口516、进气通路(在本文中也被称为入口管道) 526、再循环通路528、再循环端口530、致动端口525、排出端口532以及喷 射端口534。泵轮506容纳在进气通路526中。排出端口532在全叶片520的 前缘的下游和分流器522的前缘的上游。喷射端口534在分流器522的前缘 的下游。致动端口525在主动机匣512、排出端口532和喷射端口534的上游， 并且在再循环端口530的下游与VID 540直接相邻。再循环端口530在压缩机入口516的下游和泵轮506的上游。再循环端口530被配置成使得气体能 够在进气通路526和再循环通路528之间流动。

致动端口525适于在打开状况和关闭状况之间被动地致动VID 540，这取 决于VID540的叶片的出口端部503的外表面(例如，面对进气通路壁507 的表面)与VID 540的叶片的出口端部503的内表面之间经受的压力差。在 其中在压缩机502的出口下游端部(接近泵轮506、排出端口532和/或喷射 端口534)处的压力高于入口管道516的上游(例如，VID 540的上游)的压 力的情况下，增加在与通过进气通路526的流动相反方向上的再循环通路528的气流限制。气体可经由箭头542所描绘的路径从再循环通路528流动并通 过致动端口525，并且在VID 540的出口端部503的外表面上生成的压力高于 出口端部503的内表面由于气流通过526而经受的压力。因此，VID 540的出 口端部503的位置可被调节到关闭位置，如图5A所示。当由VID 540的出口 端部503的外表面所经受的压力小于或等于施加在内表面上的压力时，VID 540被致动到打开位置，如图5B所示，从而使对通过进气通路526的气流的 限制最小化。

主动机匣处理512被配置成控制通过压缩机502的气流。具体地，由控 制器(例如，图1所示的控制器12)控制的主动机匣处理512可选择性地控 制通过排出端口532和喷射端口534的气体流量。在低质量流量状况期间， 主动机匣处理512可使得气体能够从进气通路526通过排出端口532流动到 再循环通路528中。气体进一步继续从再循环通路528通过再循环端口530 进入进气通路526中。因此，撞击全叶片520的前缘的气体流量可大于没有 排出端口532时的气体流量。附加的气体流量可使得涡轮增压器压缩机能够 在喘振发生之前以通过压缩机的较少的气体流量操作。

在高质量流量状况期间，主动机匣处理512可使得气体能够流动通过喷 射端口534。在高质量流量状况期间，低压区可存在于与喷射端口534相邻的 分流器522的前缘下游的进气通路526中。低压区可引导气体从进气通路526 通过再循环端口530流动到再循环通路528中，通过喷射端口534返回到进 气通路526中。当与没有喷射端口534的压缩机相比时，通过再循环通路526 的短路路径可使得通过压缩机的气体流量能够在高质量流量状况下增加。以 这种方式，短路的气体流量可使更多的气体能够在涡轮增压器处于扼流工况之前流动。

进气通路526可基本上为圆柱形的。再循环通路528可基本上为环形的， 因为其在进气通路526的外部。连接进气通路526和再循环通路528的端口， 诸如再循环端口530、喷射端口534和排出端口532可各自用各种装置实现。 例如，端口可被构造为形成在进气通路526的壁525(例如，形成进气通路 526的壁)中的一个或多个孔。在一个示例中，壁525可为机匣514的部分。 作为另一个示例，端口可被构造为一个或多个狭槽，该狭槽围绕进气通路的 圆周延伸并延伸通过形成进气通路的机匣的壁。端口从进气通路526到再循 环通路528沿端口的长度可具有均匀或不均匀的宽度。每个端口可具有从进 气通路526到再循环通路528沿端口的长度延伸的中心线。中心线可正交于 泵轮506的旋转轴线524，或中心线当与正交于泵轮506的旋转轴线相比时可 具有非零斜率。

主动机匣处理512可以许多方式实施。例如，可滑动机匣套筒可装配在 再循环通路中，以选择性地阻塞通过喷射端口534和/或排出端口532的气体 的流动。机匣套筒可包括一个或多个孔和/或一个或多个狭槽536，如图5A至 图5B所示，根据机匣套筒的位置，该一个或多个孔和/或一个或多个狭槽536 与喷射端口534和/或排出端口532对准。例如，当控制器(诸如控制器12) 检测到低质量流量状况时，可调节机匣套筒，使得机匣套筒中的狭槽536与 排出端口532对准，并且机匣套筒中的狭槽536不与喷射端口534对准。以 这种方式，可调节机匣套筒，使得在低质量流量状况期间，排出端口532被 打开，并且喷射端口534被阻塞。

作为另一个示例，当控制器检测到高质量流量状况时，可调节机匣套筒， 使得机匣套筒中的狭槽536与喷射端口534对准，但机匣套筒中的狭槽536 不与排出端口532对准。以这种方式，可调节机匣套筒使得在高质量流量状 况期间，喷射端口534被打开并且排出端口532被阻塞。在另选实施例中， 可基于压缩机入口516和进气歧管上的压力差来调节主动机匣处理512。在又 一另选实施例中，可基于进气歧管和涡轮入口两端的压力差来调节主动机匣 处理512。在又一另选实施例中，可基于相对于喘振和扼流阈值的发动机的发 动机负载和发动机转速状况(例如，发动机的当前操作转速和负载)来调节 主动机匣处理512。应当理解，这些具体实施例是举例提出的，并不旨在以任 何方式进行限制。

如图5A至图5B所示，可变入口设备(VID)540定位在泵轮506上游 的进气通路526内。如上所述，VID 540可为图3A至图3D所示的VID 300。 图5A示出第一示意图500，其中VID被调节(例如，被致动)到关闭位置， 如上面参考图3A和图3C所述，而图5B示出第二示意图550，其中VID被 调节(例如，被致动)到打开位置，如上面参考图3B和图3D所述。

具体地，VID 540的出口端部503布置在排出端口532的上游，并且入口 端部505布置在再循环端口530的下游。VID 540横跨整个进气通路526并且 布置成与进气通路526的壁507相邻。在较轻负载状况下，VID 540可由通过 致动端口的流动被动地致动到关闭位置，如图5A所示，并且可将主动机匣 512调节到允许排出端口532打开的位置。由在出口端部处的VID 540的叶片 的重叠布置产生的螺旋内凹槽在接触下游泵轮506之前穿过VID540的空气 中产生预旋流。从VID 540下游的进气通路526通过排出端口532进入再循 环通路528，并且经由再循环端口530返回到进气通路526中的再循环空气与 由关闭的VID 540生成的预旋流的组合可增加压缩机喘振裕度。

对于中等发动机负载，通过上述致动方法将VID 540致动到打开位置， 如图5A所示，并且调节主动机匣512，使得排出端口532和喷射端口534关 闭。通过VID 540的流量限制被最小化，并且通过排出端口532和喷射端口 534的循环被禁止。对于更高质量流量和更高发动机负载状况，VID 540保持 打开并且调节主动机匣512以允许喷射端口534通向进气通路526。通过再循 环端口530的空气的流动能够继续到再循环通路中并且通过喷射端口534进 入进气通路526。这种短路流动改善高发动机负载下的阻塞裕度。

在图4A至图4B和图5A至图5B的另选实施例中，VID可经由与控制器 进行电子通信的致动器主动控制(如图2A至图2B所示)。在这些实施例中， 再循环通路可不包括上述致动通道。

图2A至图5B示出具有各种部件的相对定位的示例配置。如果示出互相 直接接触或直接耦接，那么至少在一个示例中，此类元件可分别被称为直接 接触或直接耦接。类似地，示出彼此相邻或邻近的元件至少在一个示例中可 分别被称为彼此相邻或邻近。作为示例，彼此共面接触放置的部件可被称为 处于共面接触。作为另一个示例，彼此分开定位，其间只有空间没有其他部 件的元件至少在一个示例中可这样被称为处于共面接触。作为又一个示例， 示出在彼此上方/彼此下方，在彼此相对侧，或在彼此的左/右的元件可相对于彼此如此称之。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部的元件或元件 的最顶部的点可被称为部件的“顶部”，并且最底部的元件或元件的最底部的 点可被称为部件的“底部”。如本文所使用，顶部/底部、上部/下部、上方/下 方可相对于图的竖直轴线并且用于描述图的元件相对于彼此的定位。这样， 在一个示例中，示出在其他元件上方的元件在其他元件上方竖直地被定位。 作为又一个示例，图内所示的元件的形状可被称为具有那些形状(例如，诸 如圆形、直线、平面、弯曲、圆角、倒角、成角度的等)。此外，在至少一个 示例中，彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例 中，示出在另一个元件内或示出在另一个元件外部的元件可被如此称之。

转到图6，示出用于控制定位在压缩机的入口管道中的可变入口设备的操 作(例如，控制位置)的方法600的流程图。具体地，可变入口设备(VID) 可为图3A至图3D中所示的VID 300。VID可定位在泵轮上游的压缩机的入 口管道中，诸如图2A至图2C中所示的VID204。在一些实施例中，VID可 定位在泵轮上游的压缩机的入口管道中，其中压缩机额外包括机匣处理，该 机匣处理包括再循环通路，诸如图4A至图4B中所示的VID 404。用于实施方法600和本文包括的其余方法的指令可由控制器(例如，图1中所示的控 制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器 接收的信号来执行，诸如上面参考图1描述的传感器。根据下面描述的方法， 控制器可采用发动机系统的发动机致动器以调节发动机操作。例如，控制器 可采用VID的致动器来调节打开位置(如图2A、图3A、图3C和图4B所示) 和关闭位置(如图2B、图3B、图3D和图4A中所示)之间的VID。如上所 述，图2A至图2B示出耦接到VID的此致动器的示例。在另选实施例中，VID 可经由VID的叶片的出口端部的外表面和内表面之间的压力差被动地致动， 如图2C和图4A至图4B所示。在这些实施例中，方法600可不由控制器执 行，而是根据在某些阈值(诸如喘振阈值)下发生的变化的压力差，经由上 述各种通道和致动通路被动地执行。因此，在下面描述的方法中，VID的打 开和关闭可基于在喘振阈值之上和之下的变化的压力差而被动地发生。

在602处，该方法包括估计和/或测量发动机工况。发动机工况可包括发 动机转速、发动机负载、发动机温度(诸如发动机冷却剂温度)、到发动机的 质量空气流量、进气歧管压力、压缩机两端的压力差、通过压缩机的质量空 气流速、VID的位置等。在604处，该方法包括确定当前发动机操作是否低 于喘振阈值。低于喘振阈值的当前发动机操作可包括低于喘振线或喘振阈值 的当前(例如，当前确定的)发动机负载和发动机转速。例如，发动机负载 关于发动机转速的映射图(诸如图7中所示的映射图700)可存储在控制器的 存储器中。参见图7，映射图700包括操作边界线702。发动机的所有可能的 发动机转速和发动机负载操作点可包含在轴线和操作边界线702内。映射图 700也包括喘振阈值线704。当发动机以落在喘振阈值线704的下方或左侧的 发动机转速和发动机负载点操作时，相对于当发动机以落在喘振阈值线704 的上方或右侧的发动机转速和发动机负载点处操作时，压缩机喘振的可能性 可增加。映射图700包括两个区域：在喘振阈值线704的下方或左侧的第一区域706，以及在喘振阈值线704的上方或右侧的第二区域708。如下面进一 步解释的，当发动机以落在第一区域706内的发动机转速和发动机负载点操 作时，发动机可在较轻负载状况下操作，并且控制器可将VID致动到处于关 闭位置。相反，当发动机以落在第二区域708内的发动机转速和发动机负载 点操作时，发动机可在较高负载状况下操作，并且控制器可将VID致动到处 于打开位置。在另选实施例中，取代发动机转速和发动机负载的映射图，控制器可利用压缩机状况的映射图，诸如相对于喘振线的压缩机两端的压力差 和通过压缩机的质量空气流量，来确定将VID调节到哪个位置。

返回到图6，在604处，控制器可使用类似于图7中所示的映射图700的 存储映射图或查找表来确定发动机是否在喘振阈值以下操作。例如，控制器 可确定当前发动机转速和发动机负载，并且然后查找该操作点是否高于或低 于喘振阈值。在一个示例中，喘振阈值可为存储在映射图或查找表中的预设 喘振阈值。如果发动机未在喘振阈值以下操作(例如，当前发动机转速和负 载点在映射图700中示出的第二区域708中)，则该方法继续到606以打开 VID。打开VID可包括控制器将电子信号发送到VID的致动器(诸如图2A 至图2B中所示的致动器209)，以将VID从关闭位置调节到打开位置或将VID 保持在打开位置。如上所述，VID的打开位置在图2A、图3A、图3C和图4B 中示出。如上参考这些附图所解释的，在打开位置，VID的内表面不限制从 VID的入口端部到出口端部通过VID的流动。将VID从关闭位置调节到打开 位置可包括经由耦接到叶片的枢转轴线的致动器在相对于压缩机的中心轴线(泵轮围绕该中心轴线旋转)的方向上枢转VID的多个相邻布置的叶片，以 减少在VID的出口端部处的多个相邻布置的叶片的重叠并增加VID的出口端 部的直径。

在另选实施例中，当VID经由入口管道的壁中的通道或致动端口经由 VID两端的压力差被动地致动(而不是经由控制器主动地致动)时，该方法 可包括使气体在通过进气通路的流动的相反方向上流动通过再循环室或通路 (如图4A至图4B所示)，从而使气体返回到进气通路。这可发生在其中发动 机低于喘振阈值操作的状况期间，即图6中的608处，并且导致在压缩机的 出口端部处(限定为压缩机泵轮前缘的下游)的压力相对于压缩机的入口端 部处(限定为泵轮和VID上游)的压力较高。压缩机两端的压力差导致通过 再循环室或通路的反向流动，这产生通过与VID直接相邻的通道或致动端口 的气流，该VID在泵轮下游和再循环端口的上游布置在再循环通路中，如图 4A至图4B所示。通过通道或致动端口的气流在VID的叶片的外表面(例如， 面对进气通路的壁)上施加压力，该压力大于通过进气通路的气流引起的叶 片内表面所经受的压力。VID的叶片两端的压力差将VID致动到关闭位置， 从而引导604前进到图6的608。

在其中发动机高于喘振阈值操作并且在出口端部处的压力小于或等于压 缩机的入口端部处的压力的状况期间，该方法可包括通过进气通路的气流， 其等于或大于通过再循环室和通道或致动端口的气流，导致在VID的叶片的 内表面处经受的压力大于或等于施加到叶片外表面的压力，从而致动或维持 VID处于打开位置。如此，604继续到图6中的606。

另选地在604处，如果发动机低于喘振阈值操作(例如，当前发动机转 速和负载点在映射图700中示出的第一区域706中时)，该方法继续到608以 关闭VID。关闭VID可包括控制器向VID的致动器发送电子信号以将VID从 打开位置调节到关闭位置或将VID维持在关闭位置。如上所述，VID的关闭 位置在图2B、图3B、图3D和图4A中示出。如上面参照这些附图所解释的， 在关闭位置，VID的内表面沿VID的长度变窄并在VID的出口端部处生成旋 流。将VID从打开位置调节到关闭位置可包括经由耦接到叶片的枢转轴线的 致动器枢转VID的每个叶片，使得每个叶片的出口端部朝向压缩机的中心轴 线枢转，并且每个叶片的入口端部远离压缩机的中心轴线枢转。

转到图8，示出用于协调对定位在压缩机的入口管道中的可变入口设备的 位置的控制以及对压缩机的主动机匣处理的控制的方法800的流程图。具体 地，可变入口设备(VID)可为图3A至图3D中所示的VID 300。VID可定 位在泵轮上游的具有主动机匣处理的压缩机的入口管道中，诸如图5A至图 5B中所示的VID 540。用于实行方法800的指令可由控制器(例如，图1所 示的控制器12或图2A至图2B所示的控制器211)基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感 器)接收的信号来执行。根据下面描述的方法，控制器可采用发动机系统的 发动机致动器来调节发动机操作。例如，控制器可采用VID的致动器以在打 开位置(如图3A、图3C和图5B所示)和关闭位置(如图3B、图3D和图 5A所示)之间调节VID。如上所述，图2A至图2B示出耦接到VID的此类致动器的示例。在另选实施例中，VID可经由VID的叶片的出口端部的外表 面和内表面之间的压力差被动地致动，如图5A至图5B所示。在这些实施例 中，方法800可不由控制器执行，而是根据发生在某些阈值(例如，喘振阈 值)处的变化的压力差经由上述各种通道和致动通路被动地执行。因此，在 下面描述的方法中，VID的打开和关闭可基于在喘振阈值之上和之下的变化 的压力差而被动地发生。

在802处，该方法包括估计和/或测量发动机工况。发动机工况可包括发 动机转速、发动机负载、发动机温度(诸如发动机冷却剂温度)、到发动机的 质量空气流量、进气歧管压力、压缩机两端的压力差、通过压缩机的质量空 气流速、VID的位置、主动机匣处理的位置(例如，沿机匣的内壁的滑动套 筒相对于内壁的排出狭槽、喘振狭槽以及再循环狭槽的位置)等。在804处， 该方法包括确定当前发动机操作是否低于喘振阈值。低于喘振阈值的当前发 动机操作可包括当前(例如，当前确定的)发动机负载和发动机转速低于喘 振线或阈值。例如，发动机负载相对于发动机转速的映射图(诸如图9中所 示的映射映射图900)可存储在控制器的存储器中。看图9，映射图900包括 操作边界线902。发动机的所有可能的发动机转速和发动机负载操作点可包含 在轴线和操作边界线902内。映射图900还包括喘振阈值线904和扼流阈值 线906。当发动机以落在喘振阈值线904的下方或左侧的发动机转速和发动机 负载点操作时，相对于当发动机以落在喘振阈值线904的上方或右侧的发动机转速和发动机负载点操作时，可增加压缩机喘振的可能性。此外，当发动 机以落在扼流阈值线906的上方或右侧的发动机转速和发动机负载点操作时， 相对于当发动机以落在扼流阈值线906的下方或左侧的发动机转速和发动机 负载点操作时，可增加压缩机扼流的可能性。

映射图900包括三个区域：在喘振阈值线904的下方或左侧的第一区域 908、在喘振阈值线904的上方或右侧并且在扼流阈值线906的下方或左侧的 第二区域910，以及在扼流阈值线906的上方或右侧的第三区域912。如下面 进一步解释的，当发动机以落在第一区域908内的发动机转速和发动机负载 点操作时，发动机可在较轻的负载状况下操作，并且控制器可将VID致动到 处于关闭位置，同时也将主动机匣处理(ACT)致动到用于喘振控制的位置。 在一个示例中，将ACT致动到用于喘振控制的位置可包括将ACT的滑动套 筒调节到第一位置，其中滑动套筒的多个套筒狭槽与排出端口(诸如图5A至 图5B中所示的排出端口532)对准。在第一位置，气体可经由ACT的排出 端口和再循环端口在压缩机的进气通路和ACT的再循环通路之间流动。当发 动机以落在第二区域910内的发动机转速和发动机负载点操作时，发动机可 在中等负载状况下操作，并且控制器可将VID致动到处于打开位置并且致动 ACT以向喘振端口和喷射端口(诸如图5A至图5B中所示的喷射端口534) 两者关闭。在一个示例中致动ACT以向喘振端口和喷射端口两者关闭可包括 将ACT的滑动套筒调节到第二位置，在第二位置中多个套筒狭槽不与排出端 口或喷射端口对准。因此，气体不会经由排出端口和喷射端口中的任一个在 进气通路和再循环通路之间流动。最后，当发动机以落在第三区域912内的 发动机转速和发动机负载点操作时，发动机可在较高负载状况下操作，并且 控制器可将VID致动到处于打开位置并且将ACT致动到用于扼流控制的位置。在一个示例中，将ACT致动到用于扼流控制的位置可包括将ACT的滑 动套筒调节到第三位置，在第三位置中多个套筒狭槽与喷射端口对准。在第 三位置，气体经由喷射端口和再循环端口在进气通路和再循环通路之间流动。 在另选实施例中，控制器可利用压缩机状况的映射图而不是发动机转速和发 动机负载的映射图，诸如相对于喘振线和扼流线的压缩机两端的压力差和通 过压缩机的质量空气流量，以确定将VID和ACT调节到哪个位置。

返回到图8，在804处，控制器可使用类似于图9中所示的映射图900的 存储的映射图或查找表来确定发动机是否低于喘振阈值操作。例如，控制器 可确定当前发动机转速和发动机负载，并且然后查找该操作点是高于喘振阈 值还是低于喘振阈值和/或高于扼流阈值还是低于扼流阈值。在一个示例中， 喘振阈值可为存储在映射图或查找表中的预设喘振阈值，并且扼流阈值可为 存储在映射图或查找表中的预设扼流阈值。如果发动机低于喘振阈值操作(例 如，当前发动机转速和负载点处于第一区域908中)，则该方法继续到806以关闭VID并且调节ACT以向喘振狭槽打开。关闭VID可包括控制器向VID 的致动器发送电子信号以将VID从打开位置调节到关闭位置或将VID维持在 关闭位置。如上所述，VID的关闭位置在图3B、图3D和图5A中示出。如上 面参考这些附图所解释的，在关闭位置，VID的内表面沿VID的长度变窄并 且在VID的出口端部处生成旋流。将VID从打开位置调节到关闭位置可包括 经由耦接到叶片的枢转轴线的致动器枢转VID的每个叶片，使得每个叶片的 出口端部朝向压缩机的中心轴线枢转，并且每个叶片的入口端部远离压缩机 的中心轴线枢转。调节ACT以向喘振狭槽打开可包括将ACT的可滑动套筒 调节到第一位置，在第一位置中ACT的多个套筒狭槽与排出端口(诸如图5A 至图5B中所示的ACT 512和排出端口532)对准。在一个示例中，806的方 法可包括在调节ACT以向喘振狭槽打开的同时关闭VID。以这种方式，响应 于发动机低于喘振阈值操作，控制器可发送两个致动信号，一个用于关闭VID， 并且一个用于将ACT对喘振狭槽打开。

另选地在804处，如果发动机未低于喘振阈值操作(例如，当前发动机 转速和负载点处于映射图900中示出的第二区域910或第三区域912中)，则 该方法继续到808以确定发动机是否高于扼流阈值操作。例如，控制器可确 定当前发动机转速和发动机负载，并且然后查找(使用映射图900或存储在 控制器的存储器中的类似的映射图或查找表)该操作点是高于扼流阈值还是 低于扼流阈值。如果发动机高于扼流阈值操作(例如，当前发动机转速和负 载点处于第三区域912中)，则该方法继续到810以打开VID并调节ACT以 向扼流狭槽打开。打开VID可包括控制器向VID的致动器(诸如图2A至图 2B中所示的致动器209)发送电子信号，以将VID从关闭位置调节到打开位 置或将VID维持在打开位置。如上所述，VID的打开位置在图3A、图3C和 图5B中示出。如上面参考这些附图所解释的，在打开位置，VID的内表面不 限制通过VID从VID的入口端部到出口端部的流量。将VID从关闭位置调节 到打开位置可包括经由耦接到叶片的枢转轴线的致动器在相对于压缩机的中 心轴线(泵轮围绕该中心轴线旋转)的方向上枢转VID的多个相邻布置的叶 片，以减少在VID的出口端部处的多个相邻布置的叶片的重叠并增加VID的 出口端部的直径。调节ACT以向扼流狭槽打开可包括将ACT的可滑动套筒 调节到第三位置，其中ACT的多个套筒狭槽与喷射端口对准(诸如图5A至 图5B中所示的ACT 512和喷射端口534)。在一个示例中，810的方法可包括 在调节ACT以向扼流狭槽打开的同时打开VID。以这种方式，响应于发动机 高于扼流阈值操作，控制器可发送两个致动信号，一个用于打开VID，并且 一个用于将ACT对扼流狭槽打开。

另选地在808处，如果发动机未高于扼流阈值操作，则发动机可以在映 射图900中所示的第二区域910中的发动机转速和负载点操作。响应于低于 扼流阈值但高于喘振阈值的操作，该方法继续到812以打开VID并且调节ACT 以向喘振狭槽(例如，图5A至图5B中所示的排出端口532)和扼流狭槽(例 如，图5A至图5B中所示的喷射端口534)两者关闭。调节ACT以向喘振狭 槽和扼流狭槽两者关闭可包括将ACT的可滑动套筒调节到第二位置，其中多个套筒狭槽不与排出端口或喷射端口对准。在一个示例中，812处的方法可包 括在调节ACT以向喘振狭槽和扼流狭槽两者打开的同时打开VID。以这种方 式，响应于发动机低于扼流阈值并高于喘振阈值操作，控制器可发送两个致 动信号，一个用于打开VID，并且一个用于将ACT对扼流狭槽和喘振狭槽关 闭。

在另选实施例中，当VID经由入口管道的壁中的通道或致动端口经由 VID两端的压力差被动地致动(而不是经由控制器主动地致动)时，该方法 可包括使气体在通过进气通路的流动的相反方向上流动通过再循环室(如图 4A和图5A所示)，从而使气体返回到进气通路。这可发生在其中发动机低于 喘振阈值操作的状况期间，即图8中的806，并且导致在压缩机出口端部处的 压力对比入口端部处的压力更高。压缩机两端的压力差导致通过再循环室的 反向流动，该反向流动生成通过与VID直接相邻并且在排出端口、喘振狭槽 以及泵轮的下游和再循环端口的上游的通道或致动端口的气流，如图5A至图 5B所示。通过通道或致动端口的气流在VID的叶片的外表面(例如，面对入 口通路的壁)上施加压力，该压力大于由叶片内表面所经受的压力，如由通 过进气通路的气流引起的压力。VID的叶片上的压力差将VID致动到关闭位 置，从而导致804继续到图8中的806。

在发动机高于喘振阈值操作并且在出口端部处的压力小于或等于在压缩 机入口端部处的压力的状况期间，该方法可包括通过进气通路的气流等于或 大于通过再循环室和通道或致动端口的气流，导致在VID的叶片的内表面处 经受的压力大于或等于施加到叶片外表面的压力，从而致动或维持VID处于 打开位置。如此，804前进到图8中的808。

以这种方式，定位在压缩机的泵轮上游的压缩机的入口管道内的可变入 口设备(VID)可用于调节通过入口管道并且到泵轮的流量。VID可包括多个 相邻布置的叶片，该多个相邻布置的叶片沿压缩机的中心旋转轴线居中布置 成环。每个叶片包括布置在出口端部上游的入口端部，其中每个叶片适于围 绕与环相切并且垂直于压缩机的中心旋转轴线布置的轴线枢转。在一个示例 中，可调节VID到打开位置，其中叶片的出口端部远离中心旋转轴线枢转并 且定位成接近入口管道的壁。在该位置，可减少通过VID以及到泵轮的流量限制，从而增加在该位置的压缩机性能。在另一个示例中，可调节VID到关 闭位置，其中叶片的出口端部朝向中心旋转轴线枢转并且相邻布置的叶片彼 此重叠。这产生通过VID从入口端部到出口端部的狭窄路径，并且产生预旋 流到泵轮的内部螺旋凹槽。在较轻负载状况下将VID调节到关闭位置的技术 效果为增加压缩机效率，同时也降低喘振的可能性。在较高负载状况下将VID 调节到打开位置的技术效果为减少对泵轮的流量限制，从而增加压缩机效率 并降低在一些状况下扼流的可能性。另外，如上所解释的，通过将VID与压 缩机上的主动机匣处理相结合，可增加压缩机喘振控制和扼流控制，同时也 改善在较轻和较高负载状况下的压缩机效率。

作为一个实施例，压缩机包括：形成围绕进气通路的再循环通路的机匣； 主动机匣处理，其围绕将进气通路与再循环通路分离的壁，并且适于选择性 地控制通过设置在壁中的多个端口的气体的流量；泵轮；以及可调节设备， 其定位在泵轮上游的进气通路中，并且包括多个可枢转且相邻布置的形成环 的叶片。在压缩机的第一示例中，多个端口包括排出端口、喷射端口以及再 循环端口，其中，排出端口和喷射端口两者均布置在泵轮的叶片的前缘的下 游且喷射端口布置在排出端口的下游，并且其中再循环端口布置在可调节设备的上游。压缩机的第二示例任选地包括第一示例并且还包括，其中泵轮可 围绕压缩机的中心轴线旋转，并且其中可调节设备的叶片的内表面形成沿中 心轴线对准的通过可调节设备的流动通路，叶片中的每个可围绕与环相切并 且垂直于中心轴线布置的轴线在打开位置和关闭位置之间枢转。压缩机的第 三示例任选地包括第一和第二示例中的一个或多个，并且还包括，其中每个 叶片包括入口端部和出口端部，入口端部布置在出口端部的上游，并且其中 流动通路形成在每个叶片的入口端部和出口端部之间的叶片的内表面内。压缩机的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且还包 括，其中每个叶片包括在入口端部和出口端部之间延伸的侧表面，并且其中 对于每个叶片，侧表面的第一侧表面接触第一相邻叶片的侧表面，并且侧表 面的第二侧表面接触第二相邻叶片的侧表面。压缩机的第五示例任选地包括 第一示例至第四示例中的一个或多个，并且还包括，其中在关闭位置，叶片 的相邻叶片的出口端部比叶片的相邻叶片的入口端部重叠更多，每个叶片的 出口端部定位成比每个叶片的入口端部更靠近中心轴线，并且每个叶片的入 口端部定位成接近壁。压缩机的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中 的一个或多个，并且还包括，其中在打开位置，叶片的内表面彼此接触但不 重叠，并且平行于中心轴线布置。压缩机的第七示例任选地包括第一示例至 第六示例中的一个或多个，并且还包括，其中在关闭位置，叶片的内表面相 对于通过进气通路的流动成角度，并且形成具有面对流动的多个螺旋凹槽的 光滑表面，其中叶片从可调节设备的入口端部到出口端部朝向中心轴线向内 成角度，出口端部布置在进气通路中入口端部下游，并且其中多个螺旋凹槽 通过将叶片的内表面重叠而形成。压缩机的第八示例任选地包括第一示例至 第七示例中的一个或多个，并且还包括，其中可调节设备可在打开位置和关 闭位置之间调节，并且其中在关闭位置，可调节设备的入口端部具有比可调 节装置的出口端部更大的直径，叶片在入口端部和出口端部之间延伸。压缩 机的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个，并且还包括 设置在将进气通路与再循环通路分离的壁中的致动端口，其中致动端口定位 在可调节设备的上游端部和下游端部之间，与相邻布置的叶片的外表面相邻。 压缩机的第十示例任选地包括第一示例至第九示例中的一个或多个，并且还 包括，其中主动机匣处理为包括一个或多个狭槽的可滑动套筒，该狭槽适于 根据可滑动套筒沿壁的长度的位置与多个端口中的一个或多个端口对准。

作为另一个实施例，方法包括：响应于相对于压缩机的喘振阈值和扼流 阈值中的每个的发动机操作，调节以下中的每个的位置：可滑动套筒，其围 绕压缩机的进气通路的壁，该可滑动套筒包括多个套筒狭槽，该多个套筒狭 槽适于选择性地与设置在进气通路内的泵轮的叶片的前缘下游的壁中的排出 端口和喷射端口对准；以及可变入口设备(VID)，其定位在泵轮上游的进气 通路中并横穿进气通路，VID包括多个相邻布置的叶片，该相邻布置的叶片 形成围绕压缩机的中心轴线的环，并适于在打开位置和关闭位置之间枢转。在该方法的第一示例中，多个相邻布置的叶片的内表面形成VID的内表面和 通过VID的沿中心轴线对准的流动通路，其中在打开位置，VID的内表面不 限制通过VID从VID的入口端部到出口端部的流量，并平行于中心轴线布置， 并且其中在关闭位置，VID的内表面沿VID的长度变窄并在VID的出口端部 处生成旋流。该方法的第二示例任选地包括第一示例并且还包括，其中调节 可滑动套筒和VID中的每个的位置包括将VID调节到关闭位置并将可滑动套 筒调节到第一位置，在第一位置中响应于发动机以低于喘振阈值的发动机转 速和发动机负载操作，多个套筒狭槽与排出端口对准。该方法的第三示例任 选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且还包括，其中调节可滑 动套筒和VID中的每个的位置包括将VID调节到打开位置，并将可滑动套筒 调节到第二位置，在第二位置中响应于发动机以高于喘振阈值并低于扼流阈 值的发动机转速和发动机负载操作，多个套筒狭槽不与排出端口或喷射端口 对准。该方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个， 并且还包括其中调节可滑动套筒和VID中的每个的位置包括将VID调节到打 开位置，并将可滑动套筒调节到第三位置，在第三位置中响应于发动机以高 于扼流阈值的发动机转速和发动机负载操作，多个套筒狭槽与排出端口对准。

作为又一个实施例，一种用于发动机的系统包括：压缩机，其包括形成 进气通路的机匣和围绕进气通路的再循环通路，该再循环通路经由排出端口、 喷射端口以及设置在将进气通路与再循环通路分离的壁中的再循环端口与进 气通路流体连通；主动机匣处理，其围绕壁并且适于选择性地控制通过排出 端口和喷射端口的气体的流动；泵轮，其包含在进气通路内并且可围绕中心 轴线旋转；以及可变入口设备(VID)，其定位在泵轮、排出端口和喷射端口 上游并且在再循环端口的下游的进气通路中，VID包括围绕中心轴线形成环的多个相邻布置的叶片。在该系统的第一示例中，排出端口布置在泵轮的全 叶片的前缘的下游和泵轮的分流器的前缘的上游，其中喷射端口布置在分流 器前缘的下游，并且其中主动机匣处理为包括一个或多个狭槽的可滑动套筒， 该狭槽适于基于套筒沿壁的位置与喷射端口和排出端口中的一个或多个对 准。系统的第二示例任选地包括第一示例并且还包括其中多个相邻布置的叶 片的内表面形成通过VID的流动通路，该多个相邻布置的叶片中的每个叶片 可围绕与环相切布置的轴线在打开位置和关闭位置之间枢转，并且具有定位在出口端部上游的入口端部。系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示 例中的一个或多个，并且还包括具有存储在存储器中的计算机可读指令的控 制器，所述指令用于：响应于发动机低于压缩机的喘振阈值操作，将VID调 节到关闭位置，其中多个相邻布置的叶片在出口端部处彼此重叠，并且多个 叶片的内表面形成从入口端部到出口端部变窄的具有围绕环布置的多个螺旋 凹槽的光滑表面，并且将主动机匣处理调节到第一位置，其中气体经由排出 端口和再循环端口在进气通路和再循环通路之间流动；响应于发动机高于压缩机的喘振阈值并低于压缩机的扼流阈值操作，将VID调节到打开位置，在 打开位置中多个叶片在出口端部处彼此不重叠，并且多个叶片的内表面形成 从入口端部到出口端部逐渐变宽的没有多个螺旋凹槽的光滑表面，并且将主 动机匣处理调节到第二位置，在第二位置中气体不经由排出端口和喷射端口 中的任一个在进气通路和再循环通路之间流动；以及响应于发动机高于扼流 阈值操作，将VID调节到打开位置并将主动机匣处理调节到第三位置，在第 三位置中气体经由喷射端口和再循环端口在进气通路和再循环通路之间流动。

在另一个表示中，方法包括：响应于发动机的当前发动机转速和发动机 负载操作点，将定位在泵轮上游的压缩机入口管道中并横穿入口管道的可变 入口设备(VID)在打开位置和关闭位置之间调节，其中在打开位置，VID的 内表面不限制通过VID从VID的入口端部到出口端部的流量，并且在关闭位 置，内表面沿VID的长度变窄并在VID的出口端部处生成旋流，同时使空气 流从泵轮再循环到入口管道中VID上游的点。在一个示例中，使空气流从泵 轮再循环到入口管道中VID上游的点包括经由由压缩机的外机匣形成并围绕 入口管道的再循环通路使空气流再循环。

在又一个示例中，压缩机包括可围绕中心轴线在第一方向上旋转的泵轮； 以及入口管道，其包括在泵轮的上游定位在入口管道中的可变入口设备 (VID)，并且包括围绕中心轴线形成环的多个相邻布置的叶片，其中叶片的 内表面形成通过VID的流动通路，叶片中的每个可围绕与环相切的轴线在打 开位置和关闭位置之间枢转，其中在关闭位置中内表面形成包括多个凹槽的 光滑表面，其中多个凹槽的曲率方向取向为在第一方向上使流动通过流动通 路旋转。

注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系 统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂 时性存储器中，并且可由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬 件组合的控制系统来实行。本文描述的特定例程可表示任何数量的处理策略 中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所 示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的序列并行地或在某些情况下被省 略来执行。同样地，为了实现本文所述的示例性实施例的特征和优点，不一定需要处理顺序，而是为了便于说明和描述而提供处理顺序。可根据所使用 的特定策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外， 所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示要编程到发动机控制系统中的计 算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行 包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的系统中的指令来实行。

将理解的是本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且这些具体 实施例不应当被认为具有限制意义，因为许多变化都是可能的。例如，上述 技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开 的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有 新颖且非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求特别指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。 这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或它们的等同物。此类权 利要求应该被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两 个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子 组合可以通过对本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新 的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论在范围上比原始权利要求更宽、 更窄、相等或不同，都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种压缩机，其包括：

机匣，所述机匣形成围绕进气通路的再循环通路；

主动机匣处理，所述主动机匣处理围绕将所述进气通路与所述再循环通路分离的壁并且适于选择性地控制通过设置在所述壁中的多个端口的气体的流动；

泵轮；以及

可调节设备，所述可调节设备定位在所述泵轮上游的所述进气通路中，并且包括可枢转并相邻布置形成环的多个叶片。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述多个端口包括排出端口、喷射端口以及再循环端口，其中所述排出端口和喷射端口二者均布置在所述泵轮的叶片的前缘的下游，并且所述喷射端口布置在所述排出端口的下游，并且其中所述再循环端口布置在所述可调节设备的上游。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述泵轮可围绕所述压缩机的中心轴线旋转，并且其中所述可调节设备的所述叶片的内表面形成通过沿所述中心轴线对准的所述可调节设备的流动通路，所述叶片中的每个可围绕与所述环相切并垂直于所述中心轴线的轴线在打开位置和关闭位置之间枢转。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其中每个叶片包括入口端部和出口端部，所述入口端部布置在所述出口端部的上游，并且其中所述流动通路形成在每个叶片的所述入口端部与出口端部之间的所述叶片的所述内表面内。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其中每个叶片包括在所述入口端部和出口端部之间延伸的侧表面，并且其中对于每个叶片，所述侧表面的第一侧表面接触第一相邻叶片的侧表面，并且所述侧表面的第二侧表面接触第二相邻叶片的侧表面。

6.根据权利要求4所述的压缩机，其中在所述关闭位置，所述叶片的相邻叶片的出口端部比所述叶片的相邻叶片的入口端部重叠更多，每个叶片的所述出口端部定位成比每个叶片的所述入口端部更靠近所述中心轴线，并且每个叶片的所述入口端部定位成接近所述壁。

7.根据权利要求4所述的压缩机，其中在所述打开位置，所述叶片的所述内表面彼此接触但不重叠，并且平行于所述中心轴线布置。

8.根据权利要求4所述的压缩机，其中在所述关闭位置，所述叶片的所述内表面相对于通过所述进气通路的流动成角度，并且形成具有面向所述流动的多个螺旋凹槽的光滑表面，其中所述叶片从所述可调节设备的入口端部到出口端部朝向所述中心轴线向内成角度，所述出口端部布置在所述入口端部下游的所述进气通路中，并且其中所述多个螺旋凹槽通过重叠所述叶片的内表面形成。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述可调节设备可在打开位置与关闭位置之间调节，并且其中在所述关闭位置，所述可调节设备的入口端部具有比所述可调节设备的出口端部更大的直径，所述叶片在所述入口端部与所述出口端部之间延伸。

10.根据权利要求1所述的压缩机，还包括设置在分离所述进气通路和所述再循环通路的所述壁中的致动端口，其中所述致动端口定位在所述可调节设备的上游端部和下游端部之间，与所述相邻布置的叶片的外表面相邻，并且其中所述主动机匣处理为包括一个或多个狭槽的可滑动套筒，所述一个或多个狭槽适于根据所述可滑动套筒沿所述壁的长度的位置与所述多个端口中的一个或多个端口对准。

11.一种方法，其包括：

响应于相对于压缩机的喘振阈值和扼流阈值中的每个的发动机操作，调节以下中的每个的位置：

可滑动套筒，所述可滑动套筒围绕所述压缩机的进气通路的壁，所述可滑动套筒包括多个套筒狭槽，所述多个套筒狭槽适于与设置在所述壁中的在所述进气通路内的泵轮的叶片前缘的下游的排出端口和喷射端口选择性地对准；以及

可变入口设备(VID)，所述VID定位在所述泵轮的上游的所述进气通路中并横穿所述进气通路，所述VID包括多个相邻布置的叶片，所述多个相邻布置的叶片形成围绕所述压缩机的中心轴线的环并且适于在打开位置与关闭位置之间枢转。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个相邻布置的叶片的内表面形成所述VID的内表面和通过沿所述中心轴线对准的所述VID的流动通路，其中在所述打开位置，所述VID的所述内表面不限制从所述VID的入口端部到出口端部通过所述VID的流动并平行于所述中心轴线布置，并且其中在所述关闭位置，所述VID的所述内表面沿所述VID的长度变窄并在所述VID的所述出口端部处生成旋流。

13.根据权利要求12所述的方法，其中调节所述可滑动套筒和所述VID中的每个的所述位置包括将所述VID调节到所述关闭位置并且将所述可滑动套筒调节到第一位置，其中响应于以低于所述喘振阈值的发动机转速和发动机负载的发动机操作，所述多个套筒狭槽与所述排出端口对准。

14.根据权利要求12所述的方法，其中调节所述可滑动套筒和所述VID中的每个的所述位置包括将所述VID调节到所述打开位置并且将所述可滑动套筒调节到第二位置，在所述第二位置中响应于以高于所述喘振阈值并低于所述扼流阈值的发动机转速和发动机负载的发动机操作，所述多个套筒狭槽不与所述排出端口或所述喷射端口对准。

15.根据权利要求12所述的方法，其中调节所述可滑动套筒和所述VID中的每个的所述位置包括将所述VID调节到所述打开位置并且将所述可滑动套筒调节到第三位置，在所述第三位置中响应于以高于所述扼流阈值的发动机转速和发动机负载的发动机操作，所述多个套筒狭槽与所述喷射端口对准。