用于控制用于離心壓縮機的TRIM?調(diào)節(jié)機構(gòu)的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于控制用于離心壓縮機的TRIM?調(diào)節(jié)機構(gòu)的方法，公開了一種用于控制壓縮機的空氣入口中的入口?調(diào)節(jié)機構(gòu)以便使該機構(gòu)以雙態(tài)方式在兩個位置P1和P2之間切換來調(diào)節(jié)入口的流動面積的方法。該方法包括識別在壓縮機的壓力比相對已校正流率的壓縮機特性圖上的閾值線。閾值線是其上壓縮機的壓力比和流率在相等速度下對于入口?調(diào)節(jié)機構(gòu)的P1和P2位置而言相同的線。當壓縮機的操作點在壓縮機特性圖上與閾值線相交時，使入口?調(diào)節(jié)機構(gòu)從其雙態(tài)位置中的一者切換到另一者。

For the control method for centrifugal compressor TRIM adjusting mechanism

The present invention relates to a control method for centrifugal compressor TRIM adjusting mechanism, and discloses a method for adjusting mechanism for air compressor entrance entrance control in order to enable the agency to switch to adjust the flow of double entrance product between two positions in P1 and P2. The method includes identifying a threshold line on the compressor characteristic diagram of the compressor pressure ratio relative to the corrected flow rate. The threshold line is on the compressor pressure ratio and flow rate at equal speed for the entrance adjusting mechanism of P1 and P2 positions of the same line. When the compressor operating point in the compressor characteristic map and the threshold crossing, the entrance from the regulating mechanism of two-state switch to another position in the party.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于控制用于離心壓縮機的TRIM-調(diào)節(jié)機構(gòu)的方法
本公開涉及離心壓縮機，諸如用在渦輪增壓器中的離心壓縮機，并且更具體地涉及其中能夠針對不同操作點調(diào)節(jié)有效入口面積或直徑的離心壓縮機。
技術(shù)介紹
廢氣驅(qū)動式渦輪增壓器是與內(nèi)燃發(fā)動機結(jié)合使用以便通過壓縮被遞送到發(fā)動機的空氣進氣裝置將與燃料混合并在發(fā)動機中燃燒的空氣來增加發(fā)動機的功率輸出的裝置。渦輪增壓器包括安裝在壓縮機外殼內(nèi)的軸的一端上的壓縮機葉輪和安裝在渦輪外殼中的軸的另一端上的渦輪葉輪。通常，渦輪外殼與壓縮機外殼分開形成，并且還存在連接在渦輪外殼和壓縮機外殼之間以便容納軸的軸承的又一中心外殼。渦輪外殼限定總體上環(huán)狀腔室，其環(huán)繞渦輪葉輪并且接收來自發(fā)動機的廢氣。渦輪組件包括噴嘴，其從腔室通向渦輪葉輪。廢氣從腔室通過噴嘴流至渦輪葉輪并且渦輪葉輪被該廢氣驅(qū)動。渦輪因此從廢氣吸取動力并且驅(qū)動壓縮機。壓縮機通過壓縮機外殼的入口接收周圍空氣并且空氣被壓縮機葉輪壓縮且然后從外殼排至發(fā)動機空氣進氣裝置。渦輪增壓器通常采用離心（也被稱為“徑向”）型壓縮機葉輪，因為離心壓縮機能夠以緊湊設(shè)置實現(xiàn)相對高的壓力比。用于壓縮機的進氣空氣在離心壓縮機葉輪的入口導風輪部分（inducerportion）處沿大體上軸向方向被接收，并且在葉輪的出口導風輪部分（exducerportion）處沿大體上徑向方向被排出。來自葉輪的壓縮空氣被遞送到蝸殼，并且空氣從蝸殼被供應到內(nèi)燃發(fā)動機的進氣裝置。壓縮機的操作范圍是渦輪增壓器的整體性能的重要方面。操作范圍通常由壓縮機的操作圖上的喘振線和阻塞線（chokeline）來界定。壓縮機特性圖通常被表示為在豎直軸線上的壓力比（排氣壓力Pout除以入口壓力Pin）相對水平軸線上的已校正質(zhì)量流率。壓縮機特性圖上的阻塞線位于高流率處并且代表在壓力比的一定范圍上最大質(zhì)量流率點的軌跡；即，對于阻塞線上的給定點，不可能增加流率且同時維持相同的壓力比，原因在于壓縮機中發(fā)生了阻流狀況（choked-flowcondition）。喘振線位于低流率處并且代表在壓力比的一定范圍上沒有喘振的最小質(zhì)量流率點的軌跡；即，對于喘振線上的給定點，在不改變壓力比的情況下減小流率或者在不改變流率的情況下增加壓力比均將導致喘振發(fā)生。喘振是流動不穩(wěn)定，其通常發(fā)生在壓縮機葉片沖角（incidenceangle）變得過大以致在壓縮機葉片上產(chǎn)生相當大的流動分離時。在喘振期間能夠發(fā)生壓力波動和逆流。在用于內(nèi)燃發(fā)動機的渦輪增壓器中，壓縮機喘振可以發(fā)生于發(fā)動機正在高負荷或扭矩以及低發(fā)動機速度下操作時，或者發(fā)生于發(fā)動機正在低速度下操作且存在高水平的廢氣再循環(huán)（EGR）時。喘振也能夠出現(xiàn)于發(fā)動機從高速狀況突然減速時。在壓縮機設(shè)計中通常尋求的目標是將壓縮機的無喘振操作范圍擴展到更低流率。用于使離心壓縮機的喘振線向左移動（即，在給定壓力比下喘振被延遲到更低流率）并且使阻流線向右移動（即，在給定壓力比下阻流增加到更高流率）的一種方案使采用在壓縮機入口中的TRIM（表示壓縮機進氣端與出氣端關(guān)系的參數(shù)）-調(diào)節(jié)機構(gòu)。申請人是公開這種類型的各種TRIM-調(diào)節(jié)機構(gòu)的共同未決申請（例如參見，申請?zhí)?4/537,339、14/532,278、14/642,825、14/573,603和14/551,218）的所有人；所述申請的全部公開內(nèi)容特此通過引用并入本文。本公開涉及用于控制這樣的TRIM-調(diào)節(jié)機構(gòu)的方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本公開描述了一種用于控制壓縮機的空氣入口中的入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)以便以雙態(tài)方式（binaryfashion）使該機構(gòu)在位置P1和P2之間切換的方法。該方法包括識別關(guān)于針對壓縮機的壓力比相對已校正流率的壓縮機特性圖上的閾值線。閾值線是其上壓縮機的壓力比和流率在相等速度下對于入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)的P1位置和P2位置而言相同的線。換言之，閾值線是壓縮機特性圖上的點的曲線擬合，其中在P1位置用入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)實現(xiàn)的一系列恒定速度的線與其在P2位置用入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)實現(xiàn)的相應的恒定速度的線交叉。根據(jù)該方法，入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)基于操作點相對于閾值線的位置的比較被放置在雙態(tài)位置中的一個或另一個中。在一種實施例中，方法包括:提供描繪在入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)處于P1位置的情況下的壓縮機的性能的第一壓縮機特性圖，該第一壓縮機特性圖呈壓縮機壓力比PR相對已校正流率Wc的形式，該第一壓縮機特性圖包括至少兩條恒定速度線N1P1和N2P1，其中的每條線均代表壓縮機的旋轉(zhuǎn)速度保持恒定的情況下PR相對Wc的關(guān)系；提供描繪在入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)處于P2位置的情況下的壓縮機的性能的第二壓縮機特性圖，該第二壓縮機特性圖呈壓縮機壓力比PR相對已校正流率Wc的形式，該第二壓縮機特性圖包括至少兩條恒定速度線N1P2和N2P2，其中的每條線均代表壓縮機的旋轉(zhuǎn)速度保持恒定的情況下PR相對Wc的關(guān)系，其中N1P1的值等于N1P2的值，并且N2P1的值等于N2P2的值；識別包括至少兩個點的曲線擬合的閾值線，其中每個點均由N1P1速度線與N1P2速度線相交處和N2P1速度線與N2P2速度線相交處的PR相對Wc的坐標表示，使得對于落在閾值線上的操作點，處于相同速度下的壓力比和已校正流率在入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)處于P1和P2位置中的情況下是相同的，其中該閾值線將第一壓縮機特性圖劃分成分別位于閾值線的相對側(cè)上的兩個區(qū)域R1和R2；針對操作期間的壓縮機的當前操作點，將壓力比PR和已校正流Wc與閾值線相比較，并且確定當前操作點落入這兩個區(qū)域R1和R2中的哪個內(nèi)；以及當操作點落入?yún)^(qū)域R1內(nèi)時，將入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)放置在P1位置，并且當操作點落入?yún)^(qū)域R2中時，將入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)放置在P2位置。在本文所描述的一種實施例中，第一壓縮機特性圖包括至少第三速度線N3P1，并且第二壓縮機特性圖包括至少第三速度線N3P2，從而提供由在N3P1速度線與N3P2速度線相交處PR相對Wc的坐標代表的至少第三點，所述閾值線是至少三個點的曲線擬合。在一些實施例中，能夠存在四條、五條、六條、七條或者更多條這樣的速度線，使得閾值線是四個、五個、六個、七個或更多個點的曲線擬合。該方法能夠包括將第一壓縮機特性圖存儲在發(fā)動機控制單元（ECU）中、檢測操作期間壓縮機的PR和Wc，以及將檢測到的PR和Wc輸入ECU內(nèi)，其中ECU被編程以在當前操作點在第一壓縮機特性圖上來回運動時周期性地執(zhí)行比較步驟。該方法能夠進一步包括將來自ECU的命令輸出到入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)的致動器以便在ECU檢測到閾值線已經(jīng)相交時從P1和P2位置中的一者切換到P1和P2位置中的另一者。在一種實施例中，第一壓縮機特性圖和第二壓縮機特性圖是基于針對在入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)分別處于P1位置和P2位置的情況下操作的壓縮機的測試數(shù)據(jù)。在另一實施例中，第一壓縮機特性圖和第二壓縮機特性圖是基于針對在入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)分別處于P1位置和P2位置的情況下的壓縮機的模型預測數(shù)據(jù)。附圖說明因此在已經(jīng)總體地描述了本專利技術(shù)的情況下，現(xiàn)在將參考附圖，附圖不必然按比例繪制，并且附圖中：圖1是具有入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)的壓縮機的圖表描繪，其中入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)處于第一位置或P1位置；圖2類似于圖1，但是示出入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)處于第二位置或P2位置；圖3示意性地描繪在入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)對應于圖1處于P1位置的情況下的壓縮機特性圖；圖4示意性地描繪在入口本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于控制布置在離心壓縮機的空氣入口中的壓縮機入口?調(diào)節(jié)機構(gòu)的方法，所述入口?調(diào)節(jié)機構(gòu)能夠在兩個雙態(tài)位置P1和P2之間切換以便改變所述入口的流動面積，所述方法包括：在關(guān)于所述壓縮機的壓力比

【技術(shù)特征摘要】
2015.12.01 US 14/9550991.一種用于控制布置在離心壓縮機的空氣入口中的壓縮機入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)的方法，所述入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)能夠在兩個雙態(tài)位置P1和P2之間切換以便改變所述入口的流動面積，所述方法包括：在關(guān)于所述壓縮機的壓力比PR相對已校正流率Wc的關(guān)系的壓縮機特性圖上識別閾值線，所述閾值線是其上所述壓縮機的所述壓力比和所述已校正流率在相等的旋轉(zhuǎn)速度下對于所述入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)的所述兩個雙態(tài)位置而言相同的線；在操作期間在所述壓縮機的操作點在所述壓縮機特性圖上來回運動時，連續(xù)檢測所述壓縮機的PR和Wc；以及基于在所述壓縮機特性圖上所述操作點相對于所述閾值線的位置的比較，將所述入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)放置在所述雙態(tài)位置中的一者或另一者中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：提供描繪在所述入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)處于所述P1位置的情況下所述壓縮機的性能的第一壓縮機特性圖，所述第一壓縮機特性圖呈壓縮機壓力比PR相對已校正流率Wc的形式，所述第一壓縮機特性圖包括至少兩條恒定速度線N1P1和N2P1，其中每條線均代表在所述壓縮機的旋轉(zhuǎn)速度保持恒定的情況下PR相對Wc的關(guān)系；提供描繪在所述入口-調(diào)節(jié)機構(gòu)處于所述P2位置的情況下所述壓縮機的性能的第二壓縮機特性圖，所述第二壓縮機特性圖呈壓縮機壓力比PR相對已校正流率Wc的形式，所述第二壓縮機特性圖包括至少兩條恒定速度線N1P2和N2P2，其中每條線均代表在所述壓縮機的旋轉(zhuǎn)速度保持恒定的情況下PR相對Wc的關(guān)系，其中N1P1的值等于N1P2的值，并且N2P1的值等于N2P2的值；其中，識別步驟還包括識別包括至少兩個點的曲線擬合的閾值線，其中每個所述點均由所述N1P1速度線與所述N1P2速度線相交處和所述N2P1速度線與所述N2P2速度線相交處的PR相對Wc的坐標表示，使得對于落在所述閾值線...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：V霍斯特，WJ史密斯，
申請(專利權(quán))人：霍尼韋爾國際公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國,US