CN109630470A - 用于压缩机的冷却系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于冷却发动机中的压缩机的方法和系统。在一个示例中，提供了一种具有液体冷却剂通道的压缩机，所述液体冷却剂通道延伸穿过所述压缩机的壳体的一个区段，所述区段邻近旁通通道。所述旁通通道使得气流能够围绕压缩机叶轮的一部分被引导。

Description

用于压缩机的冷却系统及其运行方法

技术领域

本说明书总体上涉及用于冷却内燃发动机中的压缩机的方法和系统。

背景技术/发明内容

诸如涡轮增压器和机械增压器的增压装置在运行期间利用压缩机向燃烧室提供更大量的空气。因此，发动机功率可以增加，同时减少排放。然而，在某些发动机工况下，涡轮增压器压缩机可能会遇到不希望出现的现象，如喘振和扼流。当叶轮上的压力梯度超过阈值时，如在低速和高节流状态下，会出现压缩机喘振。相反，当叶轮达到或接近最大流量时，如在高速状态下，会出现压缩机扼流。

已经尝试通过在压缩机中使用设有端口的护罩(ported shroud)来减轻压缩机喘振。Chen在美国7,475,539中展示了一种示例方法。其中，提供了旁通压缩机叶轮的一个区段的被覆盖的端口，以在喘振状态期间使空气围绕叶轮再循环，并在扼流状态期间增加流向叶轮的气流。因此，Chen的被覆盖的端口实质上增加了压缩机的流量范围和效率。

然而，本文中发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，在喘振状态期间，由于再循环空气的压力升高，通过Chen的设有端口的护罩的气流具有高温。因此，压缩机的效率在喘振状态期间降低，从而降低发动机效率。此外，压缩机中的高温会增加压缩机部件热劣化的可能性。

已经进行了其他尝试来使用可变几何形状压缩机，以试图改善压缩机的流量范围和效率。然而，可变几何形状压缩机成本高昂，并且由于可调几何形状部件的复杂性，可能容易发生故障。

还尝试提供可变入口导向叶片以改善低端压缩机效率。然而，采用可变入口导向叶片的压缩机在高端压缩机运行期间通常受到流量限制。

在一个示例中，上述问题可以通过一种压缩机来解决，这种压缩机包括：从入口通道接收空气的叶轮；环绕所述叶轮的壳体；旁通通道，其包括位于所述叶轮的前缘下游的第一通道端口和位于所述前缘上游的第二通道端口；和液体冷却剂通道，其延伸穿过所述壳体的一个区段，所述区段至少部分地环绕所述旁通通道。这样，流过所述旁通通道的进气可以被冷却以增加流过所述压缩机的进气的压力，从而增加压缩机效率。

作为一个示例，所述液体冷却剂通道可以周向地环绕所述旁通通道的一个区段。这样，通过所述压缩机的气流可以被更大程度地冷却，使得冷却系统能够实现额外的冷却效果。

应当理解，提供上述发明内容是为了以简化的形式来介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着明确所要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。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现方式。

附图说明

图1示出了发动机、涡轮增压器、和冷却系统的示意图。

图2示出了示例性压缩机和冷却系统在压缩机喘振状态期间的图示。

图3示出了图2中所示压缩机在压缩机扼流状态期间的图示。

图4示出了示例性压缩机的前视图。

图5示出了用于运行冷却系统的方法。

具体实施方式

以下描述涉及一种用于压缩机的冷却系统。所述冷却系统包括液体冷却剂通道，所述液体冷却剂通道穿过邻近旁通通道的压缩机壳体。旁通通道充当设有端口的护罩，例如，通过在喘振事件期间使进气气流能够围绕压缩机叶轮向上游流动来扩大压缩机的范围。所述冷却通道因此用于冷却流过旁通通道的空气，以提高压缩机效率，并降低压缩机部件热劣化的可能性。因此，发动机效率提高并且排放相应地减少。此外，当在压缩机中设置液体冷却剂通道时，压缩机的寿命也增加了。在一个示例中，液体冷却剂通道可以周向地环绕旁通通道，以使得能够从通过旁通通道的气流中提取更多的热量，从而进一步增加压缩机冷却，并因此增加压缩机效率。

图1示出了具有冷却系统的内燃发动机，该冷却系统可以向气缸体以及涡轮增压器压缩机提供冷却剂。这样，所述冷却系统可以被用来为多个系统提供冷却，从而提高发动机效率。图2和图3示出了在不同工况下的示例性压缩机，其中冷却管路紧邻旁通通道(例如，设有端口的护罩)布置，以便能够冷却流过旁通通道的空气。图4示出了具有多个旁通通道端口的示例性压缩机的前视图。图5示出了用于运行冷却系统以向流过所述旁通通道的空气提供冷却的方法。对流过旁通的空气进行冷却会提高压缩机效率。

转向图1，示意性地示出了车辆14中的具有冷却系统12的发动机10。冷却系统12为压缩机中的目标区域提供冷却，以提高压缩机效率。尽管图1提供了各种发动机和冷却系统部件的示意图，但是应当理解，这些部件中的至少一些可以具有与图1中所示的部件相比不同的空间位置和更复杂的结构。部件的结构细节在本文参照图2至图4更详细地讨论。

图1中还示出了向燃烧室18提供进气的进气系统16。燃烧室18由联接到气缸盖22的气缸体20形成。尽管图1描绘了具有一个气缸的发动机10，但是在其他示例中，发动机10可以具有其他数量的气缸。例如，在其他示例中，发动机10可以包括两个气缸、三个气缸、六个气缸等。活塞24设置在燃烧室18中。另外，活塞24联接到曲轴26，如箭头28所示。箭头28可以表示活塞杆和/或将活塞24附接到曲轴26的其他合适的部件。

进气系统16包括向压缩机32提供空气的进气管道30。因此，压缩机32包括在进气系统16中。在所示的示例中，压缩机32包括在涡轮增压器34中。然而，在其他示例中，压缩机32可以由来自曲轴、电动马达等的旋转输出驱动。例如，在其他示例中，所述压缩机可以包括在机械增压器中。在所示的示例中，压缩机32位于节气门34的上游。然而，也考虑了其他压缩机32位置。进气管道36提供压缩机32与节气门34之间的流体连通。节气门34配置成调节提供给燃烧室18的气流量。在所描绘的示例中，进气管道38从节气门34向进气门40供给空气。然而，在其他示例中，例如在多缸发动机的情况中，进气系统可以进一步包括进气歧管。

进气门40可由进气门致动器42致动。同样，排气门44可以由排气门致动器46致动。在一个示例中，进气门致动器42和排气门致动器46都可以采用分别联接到进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮来打开/关闭气门。继续凸轮驱动的气门致动器示例，进气凸轮轴和排气凸轮轴可以旋转地联接到曲轴。此外，在这样的示例中，气门致动器可以利用凸轮廓线切换(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来改变气门运行。因此，如果需要，可以使用凸轮正时装置来改变气门正时。因此，应当理解，可能会发生气门重叠。在另一示例中，进气门致动器42和/或排气门致动器46可以通过电动气门致动来控制。例如，气门致动器42和46可以是通过电子致动控制的电子气门致动器。在又一示例中，燃烧室18可替代地包括经由电动气门致动控制的排气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的进气门。在其他实施例中，进气门和排气门可由普通的气门致动器或致动系统控制。

图1中还示出了燃料输送系统48。燃料输送系统48经由燃料泵52将加压燃料提供给直喷燃料喷射器50。另外或替代地，燃料输送系统48还可以将加压燃料提供给进气门上游的进气道燃料喷射器。燃料输送系统48可包括常规部件，例如燃料箱、燃料泵、止回阀、回流管线等，以使燃料能够以所需的压力提供给喷射器。

图1所示的车辆14中还包括配置成管理来自燃烧室18的排气的排气系统54。排气系统54包括联接到燃烧室18的排气门44和排气管道56(例如，排气歧管)。排气系统54还包括涡轮增压器34中包括的涡轮58，所述涡轮接收来自排气管道56的排气。涡轮58经由轴60或其他合适的机械部件联接到压缩机32，所述机械部件被设计成将旋转能量从涡轮传递到压缩机。然而，如前所述，压缩机可以通过来自曲轴、电动马达等的旋转输出来驱动。

排气系统54还包括排放控制装置62，该排放控制装置从联接到涡轮58的排气管道64接收排气。排放控制装置62可包括过滤器、催化剂、吸收剂等，用于减少尾气排放。排气管道66将排气引导到排放控制装置62的下游。

车辆14还包括冷却系统12。在所示的示例中，冷却系统12被设计成用于将来自发动机10和压缩机32的热量转移走。在其他示例中，单独的冷却系统可以向发动机和压缩机提供冷却剂，或者冷却系统可以仅向压缩机提供冷却剂。因此，冷却系统12可称为压缩机冷却系统。

冷却系统12包括泵68，其被配置成使冷却剂循环通过冷却系统12中的通道。冷却系统12还包括热交换器70(例如，散热器)，该热交换器被设计成从通过冷却系统的冷却剂循环流中移除热量。例如，热交换器70可包括暴露于气流和/或联接到散热片的管道或其他被配置成能够将热量从冷却剂传递到环境空气的结构。冷却系统12包括穿过气缸体20的冷却剂通道72。应当理解，气缸体和/或气缸盖可以包括水套，所述水套包括多个相互连接的通道，所述通道被配置成从发动机的期望区域(如燃烧室18周围的发动机区域)移除热量。

冷却系统12还包括穿过压缩机32的壳体的一部分的液体冷却剂通道74。液体冷却剂通道74包括从冷却剂管道78接收冷却剂的入口76和将冷却剂排出到冷却剂管道82中的出口80。应理解的是，液体冷却剂通道74在图1中示意性地示出，并且液体冷却剂通道具有更复杂的结构，这在本文中如关于图2和图3更详细地讨论。

阀84可以联接到冷却剂管道78，以使得能够调节通过液体冷却剂通道的冷却剂流量。阀84可以根据旁通通道内的流动方向或端口216与220之间的压差来控制，如图2和图3所示，并且这里将更详细地描述。当旁通通道内部存在反向流动或者端口216(例如，槽)处的压力高于端口220处的压力时，阀84可以打开，以允许冷却剂流过冷却剂通道，从而冷却高压高温流。当旁通通道内的流动从叶轮上游流向下游时或者端口216处的压力低于端口220处的压力时，气流具有低温，并且阀84可以关闭。控制阀84的另一种方法是使用压缩机性能的查找表。基于发动机上的压缩机气流和增压压力传感器，可以使用压缩机性能表计算压缩机的运行转速以及运行转速下峰值效率的质量流量。然后压缩机气流量可以与峰值效率的计算质量流量相比较。例如，如果压缩机在比峰值效率点的质量流量更低的质量流量下运行，那么阀84可以打开。例如，如果压缩机在比峰值效率点的质量流量更高的质量流量下运行，那么阀84可以关闭。

继续图1，冷却剂管道78和冷却剂通道86在冷却剂泵68下游的接合处87处接合。同样，冷却剂管道82和冷却剂通道88在冷却剂泵68和热交换器70上游的另一个接合处89接合。

发动机10还可以包括点火系统90，该点火系统向联接到燃烧室18的点火装置92(例如，火花塞)提供能量。然而，另外或替代地，发动机可配置成进行压缩点火。

在一个示例中，车辆14还可以包括排气再循环(EGR)系统，该系统具有使排气从排气系统54流动到进气系统16的EGR管道。

在发动机运行期间，燃烧室通常经历四冲程循环，包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常，排气门关闭并且进气门打开。空气通过相应的进气管道被引入燃烧室，活塞移动到燃烧室的底部，以增加燃烧室中的容积。本领域技术人员通常将活塞靠近燃烧室底部并在其冲程的终点(例如，当燃烧室处于其最大容积时)的位置称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门和排气门关闭。活塞朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室中的空气。本领域技术人员通常将活塞在其冲程的终点并且最接近气缸盖的点(例如，当燃烧室处于其最小容积时)称为上止点(TDC)。在本文称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在本文称为点火的过程中，燃烧室中喷射的燃料通过点火系统提供的火花和/或压缩点燃，导致燃烧。在膨胀冲程中，膨胀的气体将活塞推回到BDC。曲轴将这种活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。在排气冲程期间，在传统设计中，排气门打开以将剩余的经燃烧的空气-燃料混合物释放到相应的排气通道，并且活塞返回到TDC。

图1还示出了车辆14中的控制器100。具体地，控制器100在图1中被示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器100被配置成从联接到发动机10的传感器接收各种信号。传感器可以包括发动机冷却剂温度传感器120、排气传感器122、进气气流传感器124、发动机转速传感器126等。另外，控制器100还被配置成从联接到由操作者116致动的踏板114的节气门位置传感器112接收节气门位置(TP)。

另外，控制器100可以被配置成触发一个或多个致动器和/或向部件发送命令。例如，控制器100可以触发阀84、冷却剂泵68、节气门34、进气门致动器42、排气门致动器46、点火系统90和/或燃料输送系统48的调节。因此，控制器100从各种传感器接收信号，并基于接收到的信号和存储在控制器的存储器中的指令，利用各种致动器来调节发动机运行。因此，可以理解，控制器100可以发送和接收来自冷却系统12的信号。具体地，控制器可以包括存储在存储器中的指令，所述指令可由处理器102执行，以调节液体冷却剂通道74上游的阀84，从而改变通过液体冷却剂通道的冷却剂流量。在一个示例中，控制器100可以向阀84中的致动器发送信号以改变阀的运行。阀调节程度可以通过存储在与发动机工况(例如，发动机转速、发动机温度、发动机负荷等)相关的查找表中的阀开度值来确定。

图2和图3示出了在不同工况下的示例性压缩机200。应当理解，图2和图3所示的压缩机200是图1所示的压缩机32的示例，因此可以包括在车辆14和冷却系统12中。图2具体示出了当端口216处的压力高于端口220处的压力时处于喘振状态的压缩机200。另一方面，图3示出了当压缩机在扼流状态下工作时，或者当端口216处的压力低于端口220处的压力时，处于扼流状态的压缩机200。

图2和图3示出了包括壳体202的压缩机200。壳体202的一部分限定入口通道204的边界。箭头205表示压缩机200中的下游方向，特别是入口通道204中的下游方向。如图1所示，入口通道204可以从上游部件(如入口通道30)接收进气。入口通道204将进气引导至叶轮201。叶轮201联接到驱动轴206上，并围绕旋转轴线208旋转。轴承210可以联接到驱动轴206上，以使前述叶轮能够旋转。叶轮201配置成用于增加流过其中的空气的压力。增压空气从叶轮201流向蜗壳212。如图1所示，蜗壳212可以联接到下游进气系统部件，如进气通道36。

压缩机200另外包括穿过壳体202的一部分的旁通通道214。具体地，旁通通道214使得空气能够围绕叶轮201的一个区段被引导。旁通通道214包括位于叶轮201的前缘218下游的第一通道端口216。旁通通道214另外包括位于叶轮201的前缘218上游的第二通道端口220。在所示的示例中，第二通道端口220形成在壳体202的侧壁222中。然而，也考虑了其他端口位置。例如，压缩机的壳体可以在第二通道端口的上游延伸，并且第二通道端口可以定位在壳体的内壁上。

在所示的示例中，旁通通道214的中间区段平行于旋转轴线208。然而，也考虑了其他旁通通道取向。

压缩机200还包括液体冷却剂通道224，其包括入口226和出口228。入口226可从冷却剂管道78接收冷却剂，如图1所示。同样，出口228可以将冷却剂排出到冷却剂管道82中，如图1所示。以这种方式，冷却剂循环通过液体冷却剂通道224以从压缩机移除热量。特别地，可以从流过旁通通道214的空气中移除热量。对流过旁通通道的空气提供冷却使得压缩机效率能够通过增加流过压缩机的气流压力来提高。

应当理解，通过旁通通道214的再循环流可以具有高涡流和低质量流量。因此，与在涡轮增压器壳体的外部部分中提供冷却剂的冷却系统相比，冷却剂流体的冷却要求可以降低。

液体冷却剂通道224被示出为具有从蜗壳212径向向内定位的内部区段230和穿过壳体202的邻近蜗壳212的区段的外部区段232。通过箭头234指示向内的径向方向。应当理解，径向向外的方向可以与径向向内的方向相反。在所示的示例中，外部区段232包括入口236和出口238。然而，在其他示例中，液体冷却剂通道224的内部区段230和外部区段232可以共享公共入口和出口。与引导冷却剂通过与旁通通道和蜗壳间隔开的通道的冷却系统相比，提供内部和外部冷却剂通道区段使得液体冷却剂通道224能够从流过旁通通道214和蜗壳212的空气中提取更多的热量。然而，在其他示例中，液体冷却剂通道224可以与蜗壳212间隔开。此外，在一个示例中，液体冷却剂通道224可以周向地环绕旁通通道214的一个区段。以这种方式构造液体冷却剂通道使得能够从流过旁通通道214的空气中提取更多的热量。因此，压缩机效率可以提高，从而提高发动机效率。

具体转向图2，如图所示，空气沿上游方向穿过旁通通道214。这样，空气基本上围绕叶轮的一部分再循环。箭头240表示通过包括第一通道端口216和第二通道端口220的旁通通道214的气流的总体方向。应当理解，通过旁通通道214的再循环气流模式将减少压缩机喘振。因此，支撑驱动轴206的轴承210上的磨损可以减少，并且由压缩机喘振引起的噪声、振动和粗糙度(NVH)也可以减少。箭头242描绘了冷却剂流过液体冷却剂通道224的总体方向。如图2所示，液体冷却剂通道224中的冷却剂流动的总体方向与旁通通道214的中间区段中的气流的总体方向相反。

转向图3，如图所示，空气沿下游方向通过旁通通道214。箭头300表示通过包括第一通道端口216和第二通道端口220的旁通通道214的气流的总体方向。应当理解，使空气沿下游方向流过旁通通道214使得在诸如压缩机扼流状态的状态下能够增加提供给叶轮的空气量，以增加压缩机的范围。因此，可以提高压缩机效率。

图4示出了示例性压缩机400的前视图。应当理解，图4中所示的压缩机400可以是图2和图3中所示的压缩机200。

图4中所示的压缩机400包括壳体402和叶轮403。压缩机400进一步包括与穿过壳体的旁通通道流体地连通的多个通道端口404。在其他示例中，通道端口404也可以是单个环形室。应当理解，通道端口404之一可以是第二通道端口220，如图2和图3所示。图4所示的实施例中，通道端口404位于壳体的侧壁406中。另外，多个通道端口404位于包括叶片203的叶轮201的上游。此外，在所描绘的示例中，多个通道端口404围绕叶轮201的旋转轴线208以弧形延伸。以这种方式布置多个通道端口404使得壳体能够保持较高的结构完整性，同时提供所需量的气流进出旁通通道。然而，也考虑了其他通道端口位置。

如图1所示，压缩机400包括与出口410流体地连通的蜗壳408，所述出口可配置成将压缩空气输送到下游部件，如节气门34。

如图4所示，压缩机400还包括液体冷却剂通道，其使冷却剂围绕多个通道端口404流动，以降低流过其中的空气的温度。

图5示出了用于运行发动机中的压缩机和冷却系统的方法500。方法500可以由以上参照图1至图4描述的压缩机和冷却系统实现，或者在其他示例中可以由其他合适的压缩机和冷却系统实现。用于执行方法500和本文包括的方法的剩余部分的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机和冷却系统的传感器(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，所述控制器可以采用发动机的发动机致动器和冷却系统来调节发动机运行。

在502处，所述方法包括使空气流过旁通通道，所述旁通通道包括叶轮前缘下游的通道入口和所述前缘上游的通道出口。使空气流过所述旁通通道可以包括在不同工况下使空气向上游或向下游流过所述通道。诱导气流通过旁通通道再循环的工况包括压缩机喘振状态。如前所述，压缩机喘振状态可包括压缩机工作质量流量低于给定速度下峰值效率点的质量流量的状态。另一方面，引起下游气流通过旁通通道的工况包括压缩机扼流状态。如上所述，接近扼流状态的压缩机是这样一种状态，其中通过压缩机的空气流量大于给定速度下峰值效率点的质量流量。因此，在一个示例中，使空气流过所述旁通通道可以包括在压缩机喘振状态期间围绕所述叶轮的一部分再循环空气。而在另一个示例中，使空气流过所述旁通通道可以包括在压缩机扼流状态期间使空气沿下游方向流过所述旁通通道。

在504处，所述方法包括使冷却剂流过液体冷却剂通道，所述液体冷却剂通道延伸穿过壳体的一个区段，所述区段至少部分地环绕所述旁通通道。通过运行控制器向位于冷却剂通道中的阀发送信号，将冷却剂供应到液体冷却剂通道的入口，可以使冷却剂流过液体冷却剂通道。在一个示例中，在压缩机喘振状态期间，所述液体冷却剂通道中的冷却剂流动方向可以与所述旁通通道中的气流方向相反。在这样的示例中，这种流动模式可能发生在压缩机喘振状态期间。这种类型的反向流动模式使得更多的热量能够从流过旁通通道的空气传递到液体冷却剂管道中的冷却剂。应当理解，步骤502和504可以以重叠的时间间隔实施，以使得热量能够从流过旁通通道的空气传递到液体冷却剂通道中的冷却剂。从流过旁通通道的空气中移除热量使得压缩机的效率能够通过流过压缩机的空气压力的增加而提高。因此，可以提高发动机效率。

在506处，所述方法包括确定发动机工况以及压缩机工况。发动机工况可包括排气流量、发动机温度、歧管空气压力、排气成分、排气流量、排气温度、节气门位置、发动机转速、发动机负荷等。在一个例子中，确定发动机工况可以包括在控制器处接收来自发动机传感器的信号，并根据所述传感器信号确定工况。在其他示例中，可以从不同参数之间得出的相关性来确定某些工况。

接下来在508处，所述方法包括确定发动机工况和/或压缩机工况是否已经发生变化。如果发动机工况没有发生变化(508处为“否”)，则所述方法前进到510。该方法包括在510处，保持通过液体冷却剂通道的当前冷却剂流量。保持当前冷却剂流量可以包括将冷却剂通道中供应冷却剂到液体冷却剂通道入口的阀保持在其当前位置。

相反，如果发动机工况发生了变化(508处为“是”)，则所述方法前进到512。在512处，所述方法包括基于发动机和/或压缩机工况调节液体冷却剂通道中的冷却剂流量。调节液体冷却剂通道中的冷却剂流量可以包括调节冷却剂通道中向液体冷却剂通道供应冷却剂的阀，以增大或减小液体冷却通道中的冷却剂流量。例如，液体冷却剂通道中的冷却剂流量可响应于发动机转速的增加而增加，并且响应于发动机转速的减小而减少。在又一示例中，冷却剂流量可以响应于发动机节流的增加而增加，并且响应于发动机节流的减少而减少。在又一示例中，当压缩机没有经历喘振时，流过液体冷却剂通道的冷却剂流量可以减少(例如，被抑制)。

通过邻近旁通通道的冷却剂通道提供冷却剂流的技术效果是由空气冷却引起的空气压力的增加所带来的压缩机效率的增加。因此，发动机效率可以相应地增加。

图2至图4示出了示例性配置与各种部件的相对定位。如果被示出为彼此直接接触，或直接联接，那么至少在一个示例中这类元件可以分别被称为直接接触的或直接联接的。类似地，被示出为彼此相连或邻近的元件至少在一个示例中可以分别是彼此相连的或邻近的。作为示例，彼此处于共面接触中的部件可以称为共面接触。作为另一个示例，彼此分开定位的元件之间只有一个间距并且没有其他元件在至少一个示例中可以被称作如是。作为又一个示例，在彼此上下、彼此相对侧或彼此左右示出的元件相对于彼此可以被称作如是。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部元件或所述元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，最底部元件或所述元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线而言的，并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，在其他元件上方示出的元件竖直地位于其他元件上方。作为又一个示例，图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，圆形的、直线的、平面的、弯曲的、磨圆的、倒角的、成角度等)。此外，在至少一个示例中，所示的彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，显示在另一个元件内或显示在另一个元件外的元件可以被称作如是。

在以下段落中将进一步描述本发明。一方面，提供了一种压缩机。所述压缩机包括：从入口通道接收空气的叶轮；环绕所述叶轮的壳体；旁通通道，其包括位于所述叶轮的前缘下游的第一通道端口和位于所述前缘上游的第二通道端口；和液体冷却剂通道，其延伸穿过所述壳体的一个区段，所述区段至少部分地环绕所述旁通通道。

另一方面，一种用于运行发动机涡轮增压器中的压缩机的方法，包括：使空气流过旁通通道，所述旁通通道包括叶轮前缘下游的通道入口和所述前缘上游的通道出口；以及使冷却剂流过液体冷却剂通道，所述液体冷却剂通道延伸穿过壳体的一个区段，所述区段至少部分地环绕所述旁通通道。在所述方法的第一示例中，所述方法可以进一步包括基于发动机工况和压缩机工况来调节所述液体冷却剂通道中的冷却剂流量。在所述方法的另一个示例中，使空气流过所述旁通通道可以包括在压缩机喘振状态期间围绕所述叶轮的一部分再循环空气。在所述方法的另一个示例中，使空气流过所述旁通通道可以包括在压缩机扼流状态期间使空气沿下游方向流过所述旁通通道。在所述方法的又一个示例中，所述发动机工况可以是发动机转速，并且所述压缩机工况可以包括压缩机转速和压缩机流量。在所述方法的另一个示例中，在压缩机喘振状态期间，所述液体冷却剂通道中的冷却剂流动方向可以与所述旁通通道中的气流方向相反。

另一方面，提供了一种压缩机冷却系统。所述压缩机冷却系统包括：液体冷却剂通道，所述液体冷却剂通道延伸穿过壳体的一部分并且包括从旁通通道径向向内定位的内部区段，所述旁通通道在叶轮前缘的上游和下游延伸；以及与所述液体冷却剂通道流体地连通的泵。

在任何方面或这些方面的组合中，所述液体冷却剂通道可以包括从蜗壳径向向内定位的内部区段，并且所述蜗壳可以与所述叶轮流体地连通。

在任何方面或这些方面的组合中，所述液体冷却剂通道可以包括外部区段，所述外部区段穿过所述壳体邻近所述蜗壳的一部分。

在任何方面或这些方面的组合中，所述液体冷却剂通道可以周向地环绕所述旁通通道。

在任何方面或这些方面的组合中，在压缩机喘振状态期间，所述液体冷却剂通道中的冷却剂流动方向可以与所述旁通通道中的气流方向相反。

在任何方面或这些方面的组合中，所述第二通道端口可以形成在所述壳体的侧壁中。

在任何方面或这些方面的组合中，所述液体冷却剂通道的出口可以与热交换器流体地连通，并且其中所述热交换器从延伸穿过气缸体的冷却剂通道接收冷却剂。

在任何方面或这些方面的组合中，所述第一通道端口可以从所述叶轮的前缘轴向地偏移。

在任何方面或这些方面的组合中，所述泵可以与发动机冷却剂通道以及热交换器流体地连通。

在任何方面或这些方面的组合中，所述压缩机冷却系统可进一步包括控制器，所述控制器包括存储在存储器中的代码，所述代码可由处理器执行以：调节所述液体冷却剂通道上游的阀以改变通过所述液体冷却剂通道的冷却剂流量。

在任何方面或这些方面的组合中，所述液体冷却剂通道可以周向地环绕所述旁通通道。

在任何方面或这些方面的组合中，在压缩机喘振状态期间，所述液体冷却剂通道中的冷却剂流动方向可以与所述旁通通道中的气流方向相反。

在任何方面或这些方面的组合中，所述液体冷却剂通道可以包括外部区段，所述外部区段穿过所述壳体邻近所述蜗壳的一部分。

注意，本文所包括的示例控制和估计程序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程序可以作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序并行地或者在某些情况下省略地执行。同样，处理的顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。取决于所使用的特定策略，可以重复执行一个或多个所示的动作、操作和/或功能。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬态存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令而实施。

应当理解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于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/或属性的所有新颖和非显而易见的组合及子组合。

权利要求具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可能会引用“一个”元件或“一个第一”元件或其等效物。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合及子组合可以通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求书来要求保护。这样的权利要求书，无论在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相等还是不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种压缩机，其包括：

叶轮，其从入口通道接收空气；

壳体，其环绕所述叶轮；

旁通通道，其包括位于所述叶轮的前缘下游的第一通道端口和位于所述前缘上游的第二通道端口；和

液体冷却剂通道，其延伸穿过所述壳体的一个区段，所述区段至少部分地环绕所述旁通通道。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中所述液体冷却剂通道包括从蜗壳径向向内定位的内部区段，并且其中所述蜗壳与所述叶轮流体地连通。

3.如权利要求2所述的压缩机，其中所述液体冷却剂通道包括外部区段，所述外部区段穿过所述壳体邻近所述蜗壳的一部分。

4.如权利要求1所述的压缩机，其中所述液体冷却剂通道周向地环绕所述旁通通道。

5.如权利要求1所述的压缩机，其中在压缩机喘振状态期间，所述液体冷却剂通道中的冷却剂流动方向与所述旁通通道中的气流方向相反。

6.如权利要求1所述的压缩机，其中所述第二通道端口形成在所述壳体的侧壁中。

7.如权利要求1所述的压缩机，其中所述液体冷却剂通道的出口与热交换器流体地连通，并且其中所述热交换器从延伸穿过气缸体的冷却剂通道接收冷却剂。

8.如权利要求1所述的压缩机，其中所述第一通道端口从所述叶轮的前缘轴向地偏移。

9.如权利要求1所述的压缩机，其进一步包括与所述液体冷却剂通道、发动机冷却剂通道以及热交换器流体地连通的泵。

10.一种用于运行发动机涡轮增压器中的压缩机的方法，其包括：

使空气流过旁通通道，所述旁通通道包括叶轮前缘下游的通道入口和所述前缘上游的通道出口；以及

使冷却剂流过液体冷却剂通道，所述液体冷却剂通道延伸穿过壳体的一个区段，所述区段至少部分地环绕所述旁通通道。

11.如权利要求10所述的方法，其中使空气流过所述旁通通道包括在压缩机喘振状态期间围绕所述叶轮的一部分再循环空气。

12.如权利要求10所述的方法，其中使空气流过所述旁通通道包括在压缩机扼流状态期间使空气沿下游方向流过所述旁通通道。

13.如权利要求10所述的方法，其进一步包括基于发动机工况和压缩机工况来调节所述液体冷却剂通道中的冷却剂流量。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述发动机工况是发动机转速，并且所述压缩机工况包括压缩机转速和压缩机流量。

15.如权利要求10所述的方法，其中在压缩机喘振状态期间，所述液体冷却剂通道中的冷却剂流动方向与所述旁通通道中的气流方向相反。