用于控制用于离心压缩机的TRIM‑调节机构的方法技术

本发明专利技术涉及用于控制用于离心压缩机的TRIM‑调节机构的方法，公开了一种用于控制压缩机的空气入口中的入口‑调节机构以便使该机构以双态方式在两个位置P1和P2之间切换来调节入口的流动面积的方法。该方法包括识别在压缩机的压力比相对已校正流率的压缩机特性图上的阈值线。阈值线是其上压缩机的压力比和流率在相等速度下对于入口‑调节机构的P1和P2位置而言相同的线。当压缩机的操作点在压缩机特性图上与阈值线相交时，使入口‑调节机构从其双态位置中的一者切换到另一者。

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.

【技术实现步骤摘要】
用于控制用于离心压缩机的TRIM-调节机构的方法
本公开涉及离心压缩机，诸如用在涡轮增压器中的离心压缩机，并且更具体地涉及其中能够针对不同操作点调节有效入口面积或直径的离心压缩机。
技术介绍
废气驱动式涡轮增压器是与内燃发动机结合使用以便通过压缩被递送到发动机的空气进气装置将与燃料混合并在发动机中燃烧的空气来增加发动机的功率输出的装置。涡轮增压器包括安装在压缩机外壳内的轴的一端上的压缩机叶轮和安装在涡轮外壳中的轴的另一端上的涡轮叶轮。通常，涡轮外壳与压缩机外壳分开形成，并且还存在连接在涡轮外壳和压缩机外壳之间以便容纳轴的轴承的又一中心外壳。涡轮外壳限定总体上环状腔室，其环绕涡轮叶轮并且接收来自发动机的废气。涡轮组件包括喷嘴，其从腔室通向涡轮叶轮。废气从腔室通过喷嘴流至涡轮叶轮并且涡轮叶轮被该废气驱动。涡轮因此从废气吸取动力并且驱动压缩机。压缩机通过压缩机外壳的入口接收周围空气并且空气被压缩机叶轮压缩且然后从外壳排至发动机空气进气装置。涡轮增压器通常采用离心（也被称为“径向”）型压缩机叶轮，因为离心压缩机能够以紧凑设置实现相对高的压力比。用于压缩机的进气空气在离心压缩机叶轮的入口导风轮部分（inducerportion）处沿大体上轴向方向被接收，并且在叶轮的出口导风轮部分（exducerportion）处沿大体上径向方向被排出。来自叶轮的压缩空气被递送到蜗壳，并且空气从蜗壳被供应到内燃发动机的进气装置。压缩机的操作范围是涡轮增压器的整体性能的重要方面。操作范围通常由压缩机的操作图上的喘振线和阻塞线（chokeline）来界定。压缩机特性图通常被表示为在竖直轴线上的压力比（排气压力Pout除以入口压力Pin）相对水平轴线上的已校正质量流率。压缩机特性图上的阻塞线位于高流率处并且代表在压力比的一定范围上最大质量流率点的轨迹；即，对于阻塞线上的给定点，不可能增加流率且同时维持相同的压力比，原因在于压缩机中发生了阻流状况（choked-flowcondition）。喘振线位于低流率处并且代表在压力比的一定范围上没有喘振的最小质量流率点的轨迹；即，对于喘振线上的给定点，在不改变压力比的情况下减小流率或者在不改变流率的情况下增加压力比均将导致喘振发生。喘振是流动不稳定，其通常发生在压缩机叶片冲角（incidenceangle）变得过大以致在压缩机叶片上产生相当大的流动分离时。在喘振期间能够发生压力波动和逆流。在用于内燃发动机的涡轮增压器中，压缩机喘振可以发生于发动机正在高负荷或扭矩以及低发动机速度下操作时，或者发生于发动机正在低速度下操作且存在高水平的废气再循环（EGR）时。喘振也能够出现于发动机从高速状况突然减速时。在压缩机设计中通常寻求的目标是将压缩机的无喘振操作范围扩展到更低流率。用于使离心压缩机的喘振线向左移动（即，在给定压力比下喘振被延迟到更低流率）并且使阻流线向右移动（即，在给定压力比下阻流增加到更高流率）的一种方案使采用在压缩机入口中的TRIM（表示压缩机进气端与出气端关系的参数）-调节机构。申请人是公开这种类型的各种TRIM-调节机构的共同未决申请（例如参见，申请号14/537,339、14/532,278、14/642,825、14/573,603和14/551,218）的所有人；所述申请的全部公开内容特此通过引用并入本文。本公开涉及用于控制这样的TRIM-调节机构的方法。
技术实现思路
本公开描述了一种用于控制压缩机的空气入口中的入口-调节机构以便以双态方式（binaryfashion）使该机构在位置P1和P2之间切换的方法。该方法包括识别关于针对压缩机的压力比相对已校正流率的压缩机特性图上的阈值线。阈值线是其上压缩机的压力比和流率在相等速度下对于入口-调节机构的P1位置和P2位置而言相同的线。换言之，阈值线是压缩机特性图上的点的曲线拟合，其中在P1位置用入口-调节机构实现的一系列恒定速度的线与其在P2位置用入口-调节机构实现的相应的恒定速度的线交叉。根据该方法，入口-调节机构基于操作点相对于阈值线的位置的比较被放置在双态位置中的一个或另一个中。在一种实施例中，方法包括:提供描绘在入口-调节机构处于P1位置的情况下的压缩机的性能的第一压缩机特性图，该第一压缩机特性图呈压缩机压力比PR相对已校正流率Wc的形式，该第一压缩机特性图包括至少两条恒定速度线N1P1和N2P1，其中的每条线均代表压缩机的旋转速度保持恒定的情况下PR相对Wc的关系；提供描绘在入口-调节机构处于P2位置的情况下的压缩机的性能的第二压缩机特性图，该第二压缩机特性图呈压缩机压力比PR相对已校正流率Wc的形式，该第二压缩机特性图包括至少两条恒定速度线N1P2和N2P2，其中的每条线均代表压缩机的旋转速度保持恒定的情况下PR相对Wc的关系，其中N1P1的值等于N1P2的值，并且N2P1的值等于N2P2的值；识别包括至少两个点的曲线拟合的阈值线，其中每个点均由N1P1速度线与N1P2速度线相交处和N2P1速度线与N2P2速度线相交处的PR相对Wc的坐标表示，使得对于落在阈值线上的操作点，处于相同速度下的压力比和已校正流率在入口-调节机构处于P1和P2位置中的情况下是相同的，其中该阈值线将第一压缩机特性图划分成分别位于阈值线的相对侧上的两个区域R1和R2；针对操作期间的压缩机的当前操作点，将压力比PR和已校正流Wc与阈值线相比较，并且确定当前操作点落入这两个区域R1和R2中的哪个内；以及当操作点落入区域R1内时，将入口-调节机构放置在P1位置，并且当操作点落入区域R2中时，将入口-调节机构放置在P2位置。在本文所描述的一种实施例中，第一压缩机特性图包括至少第三速度线N3P1，并且第二压缩机特性图包括至少第三速度线N3P2，从而提供由在N3P1速度线与N3P2速度线相交处PR相对Wc的坐标代表的至少第三点，所述阈值线是至少三个点的曲线拟合。在一些实施例中，能够存在四条、五条、六条、七条或者更多条这样的速度线，使得阈值线是四个、五个、六个、七个或更多个点的曲线拟合。该方法能够包括将第一压缩机特性图存储在发动机控制单元（ECU）中、检测操作期间压缩机的PR和Wc，以及将检测到的PR和Wc输入ECU内，其中ECU被编程以在当前操作点在第一压缩机特性图上来回运动时周期性地执行比较步骤。该方法能够进一步包括将来自ECU的命令输出到入口-调节机构的致动器以便在ECU检测到阈值线已经相交时从P1和P2位置中的一者切换到P1和P2位置中的另一者。在一种实施例中，第一压缩机特性图和第二压缩机特性图是基于针对在入口-调节机构分别处于P1位置和P2位置的情况下操作的压缩机的测试数据。在另一实施例中，第一压缩机特性图和第二压缩机特性图是基于针对在入口-调节机构分别处于P1位置和P2位置的情况下的压缩机的模型预测数据。附图说明因此在已经总体地描述了本专利技术的情况下，现在将参考附图，附图不必然按比例绘制，并且附图中：图1是具有入口-调节机构的压缩机的图表描绘，其中入口-调节机构处于第一位置或P1位置；图2类似于图1，但是示出入口-调节机构处于第二位置或P2位置；图3示意性地描绘在入口-调节机构对应于图1处于P1位置的情况下的压缩机特性图；图4示意性地描绘在入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制布置在离心压缩机的空气入口中的压缩机入口‑调节机构的方法，所述入口‑调节机构能够在两个双态位置P1和P2之间切换以便改变所述入口的流动面积，所述方法包括：在关于所述压缩机的压力比

【技术特征摘要】
2015.12.01 US 14/9550991.一种用于控制布置在离心压缩机的空气入口中的压缩机入口-调节机构的方法，所述入口-调节机构能够在两个双态位置P1和P2之间切换以便改变所述入口的流动面积，所述方法包括：在关于所述压缩机的压力比PR相对已校正流率Wc的关系的压缩机特性图上识别阈值线，所述阈值线是其上所述压缩机的所述压力比和所述已校正流率在相等的旋转速度下对于所述入口-调节机构的所述两个双态位置而言相同的线；在操作期间在所述压缩机的操作点在所述压缩机特性图上来回运动时，连续检测所述压缩机的PR和Wc；以及基于在所述压缩机特性图上所述操作点相对于所述阈值线的位置的比较，将所述入口-调节机构放置在所述双态位置中的一者或另一者中。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：提供描绘在所述入口-调节机构处于所述P1位置的情况下所述压缩机的性能的第一压缩机特性图，所述第一压缩机特性图呈压缩机压力比PR相对已校正流率Wc的形式，所述第一压缩机特性图包括至少两条恒定速度线N1P1和N2P1，其中每条线均代表在所述压缩机的旋转速度保持恒定的情况下PR相对Wc的关系；提供描绘在所述入口-调节机构处于所述P2位置的情况下所述压缩机的性能的第二压缩机特性图，所述第二压缩机特性图呈压缩机压力比PR相对已校正流率Wc的形式，所述第二压缩机特性图包括至少两条恒定速度线N1P2和N2P2，其中每条线均代表在所述压缩机的旋转速度保持恒定的情况下PR相对Wc的关系，其中N1P1的值等于N1P2的值，并且N2P1的值等于N2P2的值；其中，识别步骤还包括识别包括至少两个点的曲线拟合的阈值线，其中每个所述点均由所述N1P1速度线与所述N1P2速度线相交处和所述N2P1速度线与所述N2P2速度线相交处的PR相对Wc的坐标表示，使得对于落在所述阈值线...

【专利技术属性】
技术研发人员：V霍斯特，WJ史密斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US