CN109869200A - 压缩机壳体 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“压缩机壳体”。提供了一种涡轮增压器压缩机和方法，所述涡轮增压器压缩机包括：第一冷却剂通道，其与入口热接触，所述入口被构造成将增压气体引向叶轮；以及第二、第三和第四冷却剂通道，其分别与叶轮、蜗壳和扩散器区域热接触。所有所述冷却剂通道都与热交换器流体联接。所述冷却剂通道中的一个或多个被构造成使得冷却剂相对于增压气体通过所述压缩机的总体流动方向在上游方向上流动。

Description

压缩机壳体

技术领域

本申请涉及用于具有排气再循环的内燃发动机的涡轮增压器的系统。

背景技术和发明内容

发动机可以使用涡轮增压器来改进发动机扭矩/动力输出密度。在一个示例中，涡轮增压器可以包括通过驱动轴连接的压缩机和涡轮，其中涡轮联接到排气歧管侧，而压缩机联接到进气歧管侧。以此方式，由排气驱动的涡轮向压缩机供应能量以增加进入发动机的气流。

试图获得高效率和宽流量范围的涡轮增压器压缩机以改进发动机(尤其是柴油发动机)动力和燃料经济性可以包括可变入口压缩机和可变叶片式扩散器(variable vaneddiffuser)。然而，这些技术可能需要致动系统，这可能增加成本和耐久性问题。另外地，增加的涡轮增压发动机动力密度可以在压缩机内部产生高压比和高温。高温带来各种缺点，其包括压缩机扩散器内部的油焦化。这可能导致压缩机效率下降。

压缩机可以意图在两种条件(喘振与扼流)之间的工作范围下操作。在低空气质量流量期间，当通过压缩机的气流失速并可能反向时发生喘振。气流反向可能导致发动机失去动力。当发动机突然减速时，可能会发生喘振、松加速器踏板喘振的一个根源。在松加速器踏板喘振期间，发动机和通过压缩机的空气流量质量可能减慢，而涡轮增压器由于惯性而继续旋转并延迟通过排气系统。旋转压缩机和低空气流速可能导致压缩机出口处的快速压力积聚，而滞后较高的排气流速可能导致涡轮侧的压力降低。当通过压缩机的顺流不再可持续时，发生瞬时流动反向，并且压缩机处于喘振中。

在US 2011/0180026A1中公开了一种冷却涡轮增压器的涡轮侧的解决方案，该涡轮侧遭遇非常热的排出气体。冷却套设置在涡轮壳体的壁中以允许流体冷却。然而，至少出于在本文讨论的原因，本文的发明者已经认识到涡轮增压器的压缩机侧将受益于更有效的冷却。

特别地，根据本发明，描述了一种解决上述问题的涡轮增压器压缩机。涡轮增压器压缩机可以包括入口，该入口被构造成在第一端吸入增压气体并将增压气体引向叶轮。第一冷却剂通道可以与该入口中的增压气体导热接触并与热交换器流体联接。叶轮区域可以在该入口下游围绕该叶轮，并且第二冷却剂通道可以与该叶轮区域导热接触并与该热交换器流体联接。扩散器区域可以在该叶轮区域的下游，并且第三冷却剂通道可以与该扩散器区域导热接触并与该热交换器流体联接。另外地，蜗壳区域可以在该扩散器区域的下游，并且第四冷却剂通道可以与该蜗壳区域导热接触并与该热交换器流体联接。以此方式，沿着路径通过压缩机的增压气体可以经历特别有效的冷却。同样以此方式，压缩机内可能存在油的区域可能不太可能经历油焦化。同样以此方式，增压空气冷却器可以通过特别热的进气来减轻负担。

实施例还可以提供一种涡轮增压器压缩机，其中一个或多个冷却剂通道(例如第一或第二冷却剂通道)可以被构造成使得冷却剂相对于增压气体通过压缩机的总体流动方向在上游方向上流动。以此方式，进气区域中的热量去除可能特别有效。

从以下单独或结合附图取得的具体实施方式，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解的是，上述发明内容的提供是为了以简易形式引入对在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围是由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实现方式。最后，上述解释不承认任何信息或问题是众所周知的。

附图说明

图1示出了根据本公开的具有排气再循环的涡轮增压发动机的框图。

图2是示出根据本公开的示例性涡轮增压器压缩机的截面图。

图3是示出根据本公开的另一个示例性涡轮增压器压缩机的截面图。

图4示出了根据本公开的被设置成示例性U型歧管流动设置的示例性第一、第二、第三和第四冷却剂通道。

图5示出了根据本公开的被设置成示例性Z型歧管流动设置的示例性第一、第二、第三和第四冷却剂通道。

图6示出了根据本公开的被设置成示例性连续流设置的示例性第一、第二、第三和第四冷却剂通道。

具体实施方式

图1示出了具有EGR系统的涡轮增压发动机的示例。具体地，内燃发动机10由控制器12控制，该内燃发动机包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36位于该气缸壁中并连接到曲轴40。燃烧室30经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气歧管44还被示为具有联接到其上的燃料喷射器68，其用于与来自控制器12的信号(FPW)的脉冲宽度成比例地输送燃料。

发动机可以联接在混合动力电动车辆中，该混合动力电动车辆包括与发动机联接的马达/发电机和电池系统，使得车辆在选择条件下可以在没有发动机操作的情况下由马达驱动。车辆可以是插电式电动混合动力车辆，并还可以各种模式(包括所述的全电动模式)操作。车辆还可以自主驾驶模式操作，并且与受驾驶员控制的操作相比，马达/发动机模式的选择在自主驾驶条件下是可以变化的。在一些示例中，如下面详细描述的，涡轮增压阀的控制可以取决于操作模式(包括自主模式)。

控制器12被示为微计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108和常规数据总线。

控制器12接收来自联接到发动机10上的传感器的各种信号，包括但不限于：来自联接到空气滤清器上的质量空气流量传感器110的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套管114上的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到进气歧管44上的歧管压力传感器115的歧管压力(MAP)的测量值；和来自联接到曲轴40上的霍尔效应传感器118的表面点火感测信号(PIP)，其指示发动机转速。

在称为高压EGR的构造中，排气通过与排气歧管48连通的EGR管125输送到进气歧管44。EGR阀总成120位于EGR管125中。换句话说，排气首先从排气歧管48行进通过阀总成120，然后到达进气歧管44。然后可以认为EGR阀总成120位于进气歧管的上游。还存在选用的EGR冷却器130，其放置于EGR管125中以在EGR进入进气歧管之前将其冷却。低压EGR可以用于经由阀门141将排气从涡轮142的下游再循环到压缩机140的上游。

压力传感器115向控制器12提供歧管压力(MAP)的测量值。EGR阀总成120具有阀位置(未示出)，其用于控制EGR管125中的可变面积限制，由此控制EGR流量。EGR阀总成120可以最低程度地限制通过管125的EGR流量或完全限制通过管125的EGR流量，或者操作以可变地限制EGR流量。真空调节器124联接到EGR阀总成120。真空调节器124从控制器12接收致动信号126以用于控制EGR阀总成120的阀位置。在一个实施例中，EGR阀总成是真空致动阀。然而，也可以使用任何类型的流量控制阀，诸如，例如电动螺线管动力阀或步进马达动力阀。因此，控制器12从各种传感器接收信号并采用各种致动器(诸如本文所述的涡轮增压器阀)以基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。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系统的传感器(诸如上述传感器)接收的信号来执行用于执行本文所包括的示例性方法的指令。根据本文所述的方法，控制器可以采用系统的致动器来调整发动机操作。

涡轮增压器13具有联接在排气歧管48中的涡轮16和经由中间冷却器132联接在进气歧管44中的压缩机14。涡轮16经由驱动轴15联接到压缩机14。大气压下的空气从通道140进入压缩机14。来自涡轮16的排气离开通道142。可以使用各种涡轮增压器设置。例如，当可变面积喷嘴涡放置在排气管线中的涡轮的上游和/或下游以改变通过涡轮的气体的有效膨胀时，可以使用可变喷嘴涡轮增压器(VNT)。还可以使用其他方法来改变排气中的膨胀，诸如废气门阀。图1示出了用作废气门的示例性阀门20。如上所述，阀门可以位于涡轮内，或者可以是可变喷嘴。图1还示出了冷却系统200，其可以向或者为根据本公开的涡轮增压器压缩机14提供有利的冷却。

现在参考图2，示出了根据本公开的示例性涡轮增压器压缩机14的横截面，压缩机14可以包括叶轮202、扩散器208、压缩机腔室210和外壳204。叶轮202的旋转通过壳体220的压缩机入口206将气体吸入压缩机14。作为非限制性示例，气体可以包括来自通道140(图1)的空气、排气(诸如当使用长环EGR时)、气态燃料(例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206流动并可以由叶轮202通过扩散器208加速进入压缩机室210。扩散器208和压缩机腔室210可以使气体减速，从而导致压缩机腔室210中的压力增加。气体在压力下可以从压缩机腔室210流向进气歧管44。

涡轮增压器13中的元件可以相对于气体流动路径穿过涡轮增压器13的方向来描述。相对于参考点基本上在气流方向上的元件位于参考点的下游。相对于参考点基本上与气流方向相反的元件位于参考点的上游。例如，压缩机入口206在叶轮202的上游，该叶轮在扩散器208的上游。扩散器208在叶轮202的下游，该叶轮在压缩机入口206的下游。

压缩机14可以包括入口206，该入口可以被构造成在第一端212处吸入增压气体并将增压气体引向叶轮202。第一冷却剂通道216可以与入口206中的增压气体导热接触，并可以与热交换器220流体联接。叶轮区域222可以围绕叶轮202在入口206的下游。第二冷却剂通道232可以与叶轮区域222导热接触并可以与热交换器220流体联接。扩散器区域224可以在叶轮区域222的下游，并且第三冷却剂通道234可以与扩散器区域224导热接触并可以与热交换器220流体联接。蜗壳区域226可以在扩散器区域224的下游。第四冷却剂通道236可以与蜗壳区域226导热接触并可以与热交换器220流体联接。

图2至图3还示出了多个示例性冷却剂路径244，由此冷却剂流体可以用适当的管道或管子等引导。示例性流动方向用箭头245指示。主冷却剂回路246可以使加热的冷却剂通过热交换器220，在该冷却剂回路中，该冷却剂可以被冷却并被引导再次流向待冷却区域。例如，可以引导冷却剂经由包括冷却剂回路251、252、254、256的单独冷却剂路径244通过冷却剂通道216、232、234、236。

一些实施例可以提供压缩机14，其中第二冷却剂通道232被构造成使得冷却剂可以相对于增压气体通过压缩机14的总体流动方向242在上游方向240上流动。在一些情况下，第一冷却剂通道216可以被构造成使得冷却剂可以在上游方向240上流动。冷却剂可以从在第一冷却剂通道216的下游侧处联接的第一冷却剂回路251的进入分支258流入第一冷却剂通道216。然后，冷却剂可以经由第一冷却剂回路251的输出分支259返回到主冷却剂回路246。

第二冷却剂回路252可以向第二冷却剂通道232提供冷却剂，第三冷却剂回路254可以向第三冷却剂通道234提供冷却剂，并且第四冷却剂回路256可以向第四冷却剂通道236提供冷却剂。然而，如所示的示例性实施例中所指示，冷却剂可以经由相应的第二冷却剂回路253、第三冷却剂回路254和第四冷却剂回路256在下游方向上流过第二冷却剂通道232、第三冷却剂通道234和第四冷却剂通道236。其他构造也是可能的。

图3是示出根据本公开的另一个示例性涡轮增压器压缩机14的截面图。压缩机14可以具有入口206，该入口可以包括带端口护罩260，其中在特定条件下，增压气体可以如箭头241所指示流过一个或多个端口262并相对于增压气体通过入口的总体流动在上游方向240上在护罩260与内壁264之间流动，并且其中冷却剂可以在上游方向240上流过第一冷却剂通道。

如图2和图3中所示的示例实施例中所示，第一冷却剂通道216、第二冷却剂通道232、第三冷却剂通道234和第四冷却剂通道236中的一个或多个可以与水套266流体联接，该水套被构造成冷却轴承元件268，该轴承元件被构造成至少帮助支撑叶轮202以便旋转。水套266在本文简单地描绘为围绕轴承268的示意图的轴承冷却剂通道270。它可以各种方式(包括现代和/或传统方式)构造。冷却剂可以经由轴承冷却剂回路272提供给轴承冷却剂通道270。

图2至图3示出了具有各种部件的相对定位的示例性构造。如果被示为直接彼此接触或直接联接，则至少在一个示例中，此类元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，所示的彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为示例，彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例，被定位成彼此间隔开使得仅在其间具有间隔而没有其他部件的元件在至少一个示例中可以被如此称谓。作为又一示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧或者在彼此的左侧/右侧的元件相对于彼此可以被如此称谓。此外，如图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶部点可以被称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的最底部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/下方可以相对于图的垂直轴，并用于描述图的元件相对于彼此的定位。因而，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件垂直地定位在其他元件上方。作为又一示例，图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如圆形、直的、平坦的、弯曲的、圆形、倒角、倾斜等)。此外，在至少一个示例中，被示为相互交叉的元件可以被称为交叉元件或彼此交叉。此外，在一个示例中，被示为在另一个元件内或被示为在另一个元件外部的元件可以被如此称谓。

图4至图6是示出各种冷却剂流构造的示意图。冷却剂流可以各种顺序和/或组合通过各种冷却剂通道216、232、234、236。例如，流动可以是使用例如一个或多个歧管设置的连续流(图6)或平行流动(图4至图5)。歧管可以提供各种类型的流动，例如分流或组合流动。单独的流动连接的顺序也可以限定流动类型为例如U型流动或歧管(图4)，或者Z型流动或歧管(图5)。

可以混合和匹配的方式修改和/或组合图中所示的不同示例性流动顺序和组合以产生其他流动设置。例如，两个或更多个冷却剂通道可以被构造成使流动按顺序通过它们，同时它们可以一起接收与一个或多个其他通道平行的流体。另外地，轴承冷却剂通道可以根据本公开以任何可能的设置进行组合。图6示出了双行虚线的可能变化，指示轴承冷却剂回路272可以与例如管道的各个连接点之间的其他冷却剂回路联接。一个或多个阀门274可以位于冷却系统200的各个部件之间。阀门可以由控制器12控制。以此方式，响应于感测到的发动机操作参数(诸如冷却剂温度、进气温度、发动机负载和/或其他参数以及它们的组合)，可以选择性地控制通过冷却系统200的冷却剂流。阀门可以与控制器12可操作地联接。

在一些实施例中，两个或更多个冷却剂通道216、232、234、236可以彼此制成一体。例如但不限于，第二冷却剂通道232、第三冷却剂通道234和第四冷却剂通道236可以组合到各种水平的集成，包括完全集成，并且第一冷却剂通道可以是分开的。可以使用其他组合。

各种实施例提供了一种涡轮增压器压缩机14，其中第一冷却剂通道216、第二冷却剂通道232、第三冷却剂通道234和第四冷却剂通道236与热交换器220联接以接收基本平行的冷却剂流。在其他情况下，冷却剂通道216、232、234、236中的一个或多个可以在轴承冷却剂通道270的上游或下游，并可以在轴承冷却剂通道270前后接收连续冷却剂流。在一些实施例中，可以使用一个以上的热交换器。各种实施例提供了一种涡轮增压器压缩机14，其中两个或更多个冷却剂通道216、232、234、236接收按顺序首先通过两个或更多个冷却剂通道中之一然后通过另一个冷却剂通道的冷却剂流。

各种实施例提供压缩机壳体204或外壳204，其用于压缩内燃发动机10的增压空气。压缩机壳体204可以包括入口区域206，该入口区域在上游侧213处具有开口274并在叶轮叶片203的诱导轮区域276处具有下游侧276。叶轮区域222可以在入口区域206的下游围绕叶轮叶片203。扩散器区域224可以在叶轮区域206的下游。蜗壳区域226在扩散器区域224的下游。入口区域206中的冷却剂通道216可与入口区域206内的增压空气导热接触，其中冷却剂流体相对于增压空气的总体流动方向242在上游方向240上作为上游定向冷却剂流278流动。

在一些情况下，例如，在喘振或接近喘振的条件(其可以基于发动机气流和/或其他参数感测到)下，增压空气可能倾向于在上游方向240上作为再循环流241在入口区域的内表面附近流动。在上游方向上的冷却剂流体流(例如，上游定向冷却剂流279)可以从再循环流中吸收热量。以此方式，热量吸收可能特别有效。同样以此方式，入口下游的区域(例如扩散器区域224)可能倾向于经历低温条件，这可能倾向于降低油焦化的机会。

特别参考图3，压缩机14可以包括入口区域206中的护罩260，该护罩可以与入口区域206的内表面或内壁264间隔开，从而在该护罩与该内表面或内壁之间限定通道280。可以设置开口或端口262穿过护罩260，其中至少在压缩机14的一些操作条件下，流体可以流过开口262并在上游方向240上作为再循环流241流过通道278，并且其中在上游方向240上的冷却剂流体流可以从再循环流241中吸收热量。压缩机14可以包括与叶轮区域222导热接触的第二冷却剂通道232、与扩散器区域224导热接触的第三冷却剂通道234，和与蜗壳区域226导热接触的第四冷却剂通道236。

在一些实施例中，压缩机14可以包括轴承壳体以容纳轴承268以支撑叶轮202以便旋转。可以包括水套(例如轴承冷却剂通道270)以容纳与轴承268导热接触的冷却剂。冷却剂通道270可以与水套流体联接。

至少第二冷却剂通道232、第三冷却剂通道234和第四冷却剂通道236可以流体联接，使得冷却剂流体从第二冷却剂通道按顺序流向第三冷却剂通道，然后流向第四冷却剂通道。在一些情况下，至少第二、第三和第四冷却剂通道各自流体地联接到冷却剂路径244，使得冷却剂流体在基本平行的路径中流向第二、第三和第四冷却剂通道中的每一个。第一、第二、第三和第四冷却剂通道中的每一个可以各自流体地联接到冷却剂管线246，使得冷却剂流体可以在基本平行的路径中流向第一冷却剂通道、第二冷却剂通道232、第三冷却剂通道234和第四冷却剂通道236中的每一个。

各种实施例可以提供一种与用于压缩发动机的增压空气的压缩机一起使用的方法，该方法可以包括：使冷却剂相对于增压空气的总体流动方向在上游方向上通过与入口通道内表面热接触的第一通道；从增压空气流的至少再循环部分中吸收热量；以及经由冷却剂将吸收的热量从入口通道移动到热交换器。

该方法还可以包括使冷却剂通过与压缩机的叶轮区域热接触的第二通道，从叶轮区域中吸收热量，以及经由冷却剂将吸收的热量移动到热交换器。该方法还可以包括使冷却剂通过与压缩机的扩散器区域热接触的第三通道，从扩散器区域中吸收热量，以及经由冷却剂将吸收的热量移动到热交换器。该方法还可以包括使冷却剂通过与压缩机的蜗壳区域热接触的第四通道，从蜗壳区域中吸收热量，以及经由冷却剂将吸收的热量移动到热交换器。

在一些实施例中，该方法还可以包括：使冷却剂通过与压缩机的叶轮区域热接触的第二通道，从叶轮区域中吸收热量；使冷却剂通过与压缩机的扩散区域热接触的第三通道，从扩散器区域中吸收热量；使冷却剂通过与压缩机的蜗壳区域热接触的第四通道，从蜗壳区域中吸收热量；以及经由冷却剂将吸收的热量移动到热交换器。

在一些情况下，使冷却剂通过与入口通道内表面热接触的第一通道可以包括从与冷却剂套联接的冷却流体导管引导冷却剂流体，该冷却剂套被构造成冷却轴承。轴承可以被构造成用于支撑轴，该轴被设置成与位于压缩机内的涡轮一起旋转。

在车辆是自主混合动力电动车辆的示例中，该方法可以包括在以自主驾驶模式操作(包括车辆中没有乘客而发动机运行并且在一个示例中响应于自主驾驶模式正在运行)时将涡轮增压器的一个或多个阀门调整到第一位置(例如，全开、全闭或者部分打开接近打开)，并且在以非自主模式操作时并且在一个示例中响应于非自主驾驶模式正在运行(诸如驾驶员在发动机运行时主动驾驶车辆)将一个或多个阀门调整到与第一位置不同的第二位置(例如，全闭、全开或者部分打开接近关闭)。

注意，本文所包括的示例性控制和估计例程可以结合各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，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。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因而，所示的各种动作、操作或功能可以所示顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所需要的，而是为了便于示出和描述而提供。一个或多个所示的动作、操作和/或功能可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令结合电子控制器来执行。

应当明白，本文公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。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构造以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这样元件的引入，从而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/或性质的其他组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。这些权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同均被认为包括在本公开的主题内。

根据本发明，提供一种涡轮增压器压缩机，该涡轮增压器压缩机具有：入口，该入口被构造成在第一端处吸入增压气体并将该增压气体引向叶轮，第一冷却剂通道与该入口中的增压气体导热接触并与换热器流体联接；叶轮区域，其在该入口下游围绕该叶轮，第二冷却剂通道与该叶轮区域导热接触并与该热交换器流体联接；扩散器区域，其在该叶轮区域的下游，第三冷却剂通道与该扩散器区域导热接触并与该热交换器流体联接；和蜗壳区域，其在该扩散器区域的下游，第四冷却剂通道与该蜗壳区域导热接触并与该热交换器流体联接。

根据实施例，该冷却剂通道中的一个或多个被构造成使得该冷却剂相对于增压气体通过该压缩机的总体流动方向在上游方向上流动。

根据实施例，该入口包括带端口护罩，其中在特定条件下，该增压气体流过一个或多个端口并相对于增压气体通过该入口的总体流动在上游方向上在该护罩与入口壁之间流动，并且其中冷却剂在该上游方向上流过该第一冷却剂通道。

根据实施例，该第一、第二、第三和第四冷却剂通道中的一个或多个与水套流体联接，该水套被构造成冷却轴承元件，该轴承元件被构造成支撑该叶轮以便旋转。

根据实施例，该第一、第二、第三和第四冷却剂通道与该热交换器联接以接收基本平行的冷却剂流。

根据实施例，两个或更多个冷却剂通道接收按顺序首先通过该两个或更多个冷却剂通道之一然后通过另一个冷却剂通道的冷却剂流。

根据本发明，提供了一种用于压缩内燃发动机的增压空气的压缩机壳体，该压缩机壳体具有：入口区域，其在上游侧处具有开口并在叶轮叶片的诱导轮区域处具有下游侧；叶轮区域，其在该入口区域下游围绕该叶轮叶片；扩散区域，其在该叶轮区域的下游；蜗壳区域，其在该扩散器区域的下游；冷却剂通道，其在该入口区域中与该入口区域内的增压空气导热接触，其中冷却剂流体相对于该增压空气的总体流动方向在上游方向上流动。

根据实施例，在喘振或接近喘振的条件下，增压空气倾向于在该上游方向上作为再循环流在该入口区域的内表面附近流动，并且其中在该上游方向上的冷却剂流体流从该再循环流中吸收热量。

根据实施例，上述发明的特征还在于，护罩，其在该入口区域中与该入口区域的内表面间隔开，从而在该护罩与该内表面之间限定通道；开口，其穿过该护罩，并且其中至少在该压缩机的一些操作条件下，流体流过该开口并在该上游方向上作为再循环流通过该通道，并且其中在该上游方向上的冷却剂流体流从该再循环流中吸收热量。

根据实施例，上述发明的特征还在于，第二冷却剂通道，其与该叶轮区域导热接触；第三冷却剂通道，其与该扩散器区域导热接触；和第四冷却剂通道，其与该蜗壳区域导热接触。

根据实施例，上述发明的特征还在于，轴承壳体，其用于容纳轴承以支撑该叶轮以便旋转；和水套，其用于容纳与该轴承导热接触的冷却剂，并且其中该冷却剂通道与该水套流体联接。

根据实施例，至少该第二、第三和第四冷却剂通道流体联接，使得该冷却剂流体按顺序从该第二冷却剂通道流向第三冷却剂通道，然后流向该第四冷却剂通道。

根据实施例，至少该第二、第三和第四冷却剂通道各自流体联接到冷却剂管线，使得该冷却剂流体在基本平行的路径中流向该第二、第三和第四冷却剂通道中的每一个。

根据实施例，该第一、第二、第三和第四冷却剂通道中的每一个各自流体联接到冷却剂管线，使得该冷却剂流体在基本平行的路径中流向该第一、第二、第三和第四冷却剂通道中的每一个。

根据实施例，上述发明的特征还在于，使冷却剂相对于增压空气的总体流动方向在上游方向上通过与入口通道内表面热接触的第一通道；从增压空气流的至少再循环部分中吸收热量；以及经由冷却剂将吸收的热量从入口通道移动到热交换器。

根据实施例，上述发明的特征还在于，使该冷却剂通过与该压缩机的叶轮区域热接触的第二通道，从该叶轮区域中吸收热量，以及经由该冷却剂将吸收的热量移动到该热交换器，其中车辆是自主车辆，并且其中该涡轮增压器的一个或多个阀门在以自主驾驶模式(包括车辆中没有乘客)操作时被调整到第一位置，并且该一个或多个阀门在以非自主模式操作时被调整到第二位置。

根据实施例，上述发明的特征还在于，使冷却剂通过与该压缩机的扩散器区域热接触的第三通道，从该扩散器区域中吸收热量，并经由该冷却剂将吸收的热量移动到该热交换器。

根据实施例，上述发明的特征还在于，使冷却剂通过与该压缩机的蜗壳区域热接触的第四通道，从该蜗壳区域中吸收热量，并经由该冷却剂将吸收的热量移动到该热交换器。

根据实施例，上述发明的特征还在于，使冷却剂通过与压缩机的叶轮区域热接触的第二通道，从叶轮区域中吸收热量；使冷却剂通过与压缩机的扩散区域热接触的第三通道，从扩散器区域中吸收热量；使冷却剂通过与压缩机的蜗壳区域热接触的第四通道，从蜗壳区域中吸收热量；以及经由冷却剂将吸收的热量移动到热交换器。

根据实施例，使冷却剂通过与入口通道内表面热接触的第一通道包括从冷却流体管道引导冷却剂流体，该冷却剂流体管道与冷却剂套联接，该冷却剂套被构造成冷却支撑轴的轴承，该轴被设置成与位于压缩机内的涡轮一起旋转。

Claims (10)

1.一种涡轮增压器，其包括：

入口，其被构造成在第一端吸入增压气体并将所述增压气体引向叶轮，第一冷却剂通道与所述入口中的所述增压气体导热接触并与热交换器流体联接；

叶轮区域，其在所述入口下游围绕所述叶轮，第二冷却剂通道与所述叶轮区域导热接触并与所述热交换器流体联接；

扩散器区域，其在所述叶轮区域的下游，第三冷却剂通道与所述扩散器区域导热接触并与所述热交换器流体联接；和

蜗壳区域，其在所述扩散器区域的下游，第四冷却剂通道与所述蜗壳区域导热接触并与所述热交换器流体联接。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器压缩机，其中所述第一和第二冷却剂通道中的一个或多个被构造成使得冷却剂相对于增压气体通过所述压缩机的总体流动方向在上游方向上流动。

3.如权利要求1所述的涡轮增压器压缩机，其中所述入口包括带端口护罩，其中在特定条件下，所述增压气体流过一个或多个端口并相对于增压气体通过所述入口的总体流动在上游方向上在所述护罩与入口壁之间流动，并且其中冷却剂在所述上游方向上流过所述护罩附近的所述冷却剂通道中的一个或多个。

4.如权利要求1所述的涡轮增压器压缩机，其中所述第一、第二、第三和第四冷却剂通道中的一个或多个与水套流体联接，所述水套被构造成冷却轴承元件，所述轴承元件被构造成支撑所述叶轮以便旋转。

5.如权利要求1所述的涡轮增压器压缩机，其中所述第一、第二、第三和第四冷却剂通道与所述热交换器联接以接收基本平行的冷却剂流。

6.如权利要求1所述的涡轮增压器压缩机，其中两个或更多个冷却剂通道接收按顺序首先通过所述两个或更多个冷却剂通道之一然后通过另一个冷却剂通道的冷却剂流。

7.如权利要求1所述的涡轮增压器压缩机，其还包括：

入口区域，其在上游侧处具有开口并在叶轮叶片的诱导轮区域处具有下游侧；和

冷却剂通道，其在所述入口区域中与所述入口区域内的所述增压空气导热接触，其中冷却剂流体相对于所述增压空气的总体流动方向在上游方向上流动。

8.如权利要求7所述的涡轮增压器压缩机，其中在喘振或接近喘振的条件下，增压空气倾向于在所述上游方向上作为再循环流在所述入口区域的内表面附近流动，并且其中在所述上游方向上的所述冷却剂流体流从所述再循环流中吸收热量。

9.如权利要求7所述的涡轮增压器压缩机，其还包括：护罩，其在所述入口区域中与所述入口区域的内表面间隔开，从而在所述护罩与所述内表面之间限定通道；开口，其穿过所述护罩，并且其中至少在所述压缩机的一些操作条件下，流体流过所述开口并在所述上游方向上作为再循环流通过所述通道，并且其中在所述上游方向上的所述冷却剂流体流从所述再循环流中吸收热量。

10.如权利要求1所述的涡轮增压器压缩机，其还包括：轴承壳体，其用于容纳轴承以支撑所述叶轮以便旋转；和水套，其用于容纳与所述轴承导热接触的冷却剂，并且其中所述冷却剂通道与所述水套流体联接。