CN103089407B - 转子离合式电动发电涡轮增压器及其辅助控制电路与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转子离合式电动发电涡轮增压器及其辅助控制电路与控制方法，所述涡轮增压器的涡轮转子上设置有电动发电机、以及能控制电动发电机与涡轮转子结合和分离的电磁离合装置及辅助控制电路，所述电动发电机、电磁离合装置均通过导线与辅助控制电路连接。在辅助控制电路的控制下所述涡轮增压器分别处为电动辅助增压、断电空载、发电蓄能三种工作状态。本发明中，电磁离合装置的设置实现了电动发电机与涡轮增压器的涡轮转子适时的结合或分离。不仅降低了涡轮转子的转动惯量，减少能量损失，提高了涡轮增压器运行的稳定性与可靠性，而且有效的利用了燃料能量，实现涡轮增压器能量的高效分配和利用；具有控制灵活、精确的优点。

Description

转子离合式电动发电涡轮增压器及其辅助控制电路与方法

技术领域

本发明属于车辆动力机械领域，具体涉及一种安装有电动发电机、且电动发电机转子与涡轮转子能够离合的涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压是内燃机强化、节能、环保的最重要技术措施之一。发动机涡轮增压器利用发动机排出的废气能量驱动涡轮、涡轮带动同轴的压气机对空气做功，将压缩空气送入发动机气缸，在不增加发动机气缸容积的条件下，增加空气充量系数，使发动机喷入更多燃油，从而提高发动机输出功率、改善燃烧，达到强化发动机、减轻排放污染的目的。与自然进气发动机相比，当代涡轮增压技术能够使汽油机节能10％～20％、使柴油机节能20％～40％。但是，涡轮增压发动机在加速过程中存在“涡轮滞后(Turbolag)”现象，这是由于涡轮增压器与发动机之间只有进排气管相连，当发动机加速加载时，燃油系统能够及时快速反应、迅速供给燃油；而增压空气供应一是需要等待燃烧后的排气能量抵达涡轮、加速涡轮增压器转子系统、驱动压气机作功、提高增压压力；二是气体的可压缩特性导致的增压空气供应滞后，使发动机加速过程呈现增压空气供应滞后，导致供气量滞后于供油量的变化。发动机加速过程中进气量不足致使气缸内燃烧变差，导致冒黑烟、加速扭矩不足等问题。因此，改善涡轮增压发动机的瞬态特性，成为研究重点。目前，采用的主要技术措施有废气旁通、可变几何涡轮、混合陶瓷球轴承、机械与涡轮复合增压、二级涡轮增压、电辅助压气机、电涡轮增压等。其中依靠电动机带动涡轮增压器转子轴转动、提高加速性能的电辅助涡轮增压系统近年来得到越来越多的关注，研究表明：配有电辅助涡轮增压器的发动机的车辆，其加速时间比传统增压车辆缩短0.6s左右。

目前，依靠电动机带动涡轮增压器转子提高其性能的布置方法主要有三种：第一种称为电辅助涡轮增压器，其电动机仅作为驱动增压器转子的电动机使用；第二种为涡轮发电增压器，即发动机选配较小的涡轮增压器以减小转子转动惯量、减少涡轮滞后；当发动机废气能量过剩时，剩余废气能量驱动另一涡轮发电机发电，以提高废气能量利用率、改善发动机经济性，也可将发电机转子与涡轮转子设计为一体，即涡轮发电增压器，但这样就增大了转子转动惯量；第三种为电动发电涡轮增压器，即将前两者整合为一体，电动发电涡轮增压器的发电/电动机在涡轮增压器转子低(负荷)速工况下作为电动机使用；在高(负荷)速工况下，作为发电机模式，发电蓄能。电动发电涡轮增压器兼具电辅助与发电功能，具有明显的优势。但是，当电动发电机转子与涡轮压气机转子集成装配为一整体时，会使整个转子系统质量增加，惯性增大，使得转子的加速性能变差，同时较大质量的转子也消耗了较多的废气能量。这也是电动发电涡轮增压器虽然优势明显，但至今未得到广泛应用的原因之一。《微型涡轮喷气发动机或涡轮增压器的启动发电装置》(ZL 201110247204.1)提出了一种涡轮增压器启动发电装置，永磁转子安装于叶轮内侧，定子线圈安装于涡轮增压器压气机后盖板上，该方案因叶轮尺寸限制了永磁转子的尺寸，会造成电磁起动力矩过小，叶轮疲劳强度与可靠性变差等问题。上述发明专利的技术方案均通过加装电动机实现提高涡轮增压器低(负荷)速工况下的响应，提高进气压力，但均未提出加装电动发电机引起涡轮增压器转子转动惯量增大、即电动发电机转子与涡轮增压器离合的解决方案。

现有电辅助涡轮增压器的电动发电机布置主要有两种：一种是侧置方案，专利“一种电辅助涡轮增压器”(ZL 200820225752.8)提出了一种电动机侧置方案；即将电动发电机布置于压气机前，该方案避免了涡轮端的高温对电机的影响，并且能够同轴安装在现有的涡轮增压器上，但其问题是电动发电机悬臂布置方式破坏了现有涡轮增压器的平衡，使电辅助轮增压器转子动力学性能变差，难以适应高转速工况，在高转速下易引起剧烈振动造成涡轮增压器损坏；另一种方案是中置方案，专利号为ZL 200720017159.X的中国实用新型专利“电辅助涡轮增压器”提出了一种电动机中置方案；专利号为ZL 200710013120.5的中国发明专利“电辅助涡轮增压器”提出了电机中置方案的控制方法；即将电动发电机布置在涡轮和压气机中间，这种方案结构紧凑，特别是对涡轮增压器转子系统性能影响最小，能提高涡轮增压器的瞬态响应，但由于涡轮端的高温对电动发电机电子元器件影响较大，同时该方案中电动机转子磁极安装在增压器转子轴上会加大涡轮增压器转子的转动惯量，消耗较多的废气能量。

发明内容

为克服现有技术的不足，解决电动发电机中置导致涡轮转子转动惯量过高、消耗废气能量过多、增压器总效率低、发动机燃油消耗高的问题，本发明提出了一种带有转子离合装置的电动发电涡轮增压器，其电动发电机转子与增压器转子系统分别独立设计，电动发电涡轮转子系统在涡轮增压器的不同工况下，由离合器及辅助控制电路控制下自动实现电动发电机转子与增压器转子的分离与结合，并且还能够将多余的废气能量转化为电能储存起来。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的：

带有转子离合装置的电动发电涡轮增压器，包括压气机叶轮、压气机壳、中间体、涡轮转子、涡轮壳、压气机背盘、密封套、隔热套、轴承、密封环、电动发电机、电磁离合装置和辅助控制电路，转子轴和固定在转子轴一端的涡轮叶轮构成所述涡轮转子，所述涡轮叶轮并位于涡轮壳内，压气机叶轮装配在涡轮转子的另一端并位于压气机壳与压气机背盘构成的空间内，所述压气机背盘与密封套之间设有第二密封环，所述中间体的两端分别与涡轮壳、压气机背盘连接、并通过轴承与涡轮转子配合，中间体靠近涡轮叶轮的一端与涡轮转子之间设有第一密封环，所述涡轮转子与中间体的配合处设有隔热套，所述电动发电机、电磁离合装置位于中间体、压气机背盘、密封套组成的空间内，所述电动发电机能通过电磁离合装置的控制与涡轮转子结合或分离，具体为，若发动机处于高速工作模式，切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子结合，电动发电机调整为发电机模式、将电池调整为充电模式，涡轮转子带动电动发电机转子旋转，电动发电机定子线圈在电动发电机转子产生的交变磁场作用下发电，将多余的废气能量转换成为电能储存在电源模块中的蓄电池内；若发动机处于中速工作、空档或滑行模式，则为电磁离合装置通电控制电动发电机与涡轮转子分离，电动发电机处于断电空载状态，压气机仅靠涡轮转子带动；若发动机处于低速工况及加速工况，则切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子结合，电动发电机调整为电动机模式，电源模块对电动发电机供电，电动发电机转子带动与涡轮转子及压气机旋转；所述电动发电机、电磁离合装置均通过导线与辅助控制电路连接。

优选地，所述轴承为浮动轴承，所述中间体靠近压气机叶轮的一端处还设置有止推轴承。

优选地，所述轴承为角接触球轴承，所述中间体与电磁离合装置之间还设置有油封和挡油板。

优选地，所述电动发电机为直流无刷永磁式电动发电机，包括电动电机转子、电动发电机定子，所述电动发电机定子为永磁体，所述电动电机转子为线圈结构，电动电机转子通过第一空气轴承与涡轮转子连接、形成轴向磁场，电动发电机定子以与电动发电机转子相对的方向安装在涡轮增压器中间体上，电动发电机定子与电动发电机转子之间采用第二空气轴承连接，所述电动电机转子通过导线与电源模块连接。

优选地，所述电磁离合装置主要由离合器电磁线圈、衔铁、弹簧及导柱、摩擦片组、轴套组成，轴套与涡轮转子采用反螺纹连接，轴套通过铆钉分别与周向布置的三组弹簧及导柱和衔铁连接，衔铁上附有摩擦片组，离合器电磁线圈固定于中间体上。

优选地，所述的轴套及空气轴承轴承体采用铝合金、钛合金轻质材料加工而成。

用于控制所述带有转子离合装置的电动发电涡轮增压器的辅助控制电路，包括：电控单元(简称ECU)，分别与ECU连接的离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元和电源模块，所述电源模块包括蓄电池和稳定电源，所述电能变换及蓄能控制单元还与电源模块连接；所述离合器控制单元通过导线与电源模块、离合装置连接，所述电动发电机通过导线与电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元、电源模块连接，所述ECU用于检测、分析发动机工况，并对离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元发出指令；离合器控制单元用于根据ECU发出的指令控制电磁离合装置，实现电动发电机转子与涡轮转子的分离与结合；电控调速单元用于控制处于电动机模式工作的电动发电机转子的转速；电能变换及蓄能控制单元用于根据ECU的指令控制电动发电机的工作模式和蓄电池在充电、放电模式之间的转换；电源模块由蓄电池和稳定电源组成，用于为辅助控制电路、电动发电机、电磁离合装置供电，以及储存电能。

用于控制所述带有转子离合装置的电动发电涡轮增压器的辅助控制电路的控制方法，包括以下步骤：

(1)发动机运行参数输入电控单元，电控单元实时检测发动机工况；

(2)电控单元分析发动机工况，若发动机处于高速、高负荷工作模式，切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子结合，电能变换及蓄能控制单元将电动发电机调整为发电机模式、将电池调整为充电模式，涡轮转子带动电动发电机转子旋转，电动发电机定子线圈在电动发电机转子产生的交变磁场作用下发电，将多余的废气能量转换成为电能储存在电源模块中的蓄电池内，若否，则再次判断当前发动机工况，若发动机处于中速工作、空档或滑行模式，则为电磁离合装置通电控制电动发电机与涡轮转子分离，电能变换及蓄能控制单元断开电动发电机电源，电动发电机处于断电空载状态，压气机仅靠涡轮转子带动，若否，则再次判断当前发动机工况是否处于低速工况及加速工况，若是，则切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子结合，电能变换及蓄能控制单元将电动发电机调整为电动机模式，电源模块对电动发电机供电，电动发电机转子带动与涡轮转子及压气机旋转，若否则重复步骤(1)。

本发明中，电磁离合装置的设置实现了电动发电机与涡轮增压器的涡轮转子适时的结合或分离。辅助控制电路能够实时的获得发动机的工况参数并进行综合分析，对电磁离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元进行综合控制，使所述涡轮增压器根据其工况分别处于电动辅助增压、断电空载、发电蓄能三种工作状态。即：当所述涡轮增压器在发动机启动、加速或低速工况时，电动发电机转子与增压器转子结合，辅助控制电路控制电动发电机变为电动机模式，驱动涡轮转子运转，将电源装置中储存的电能转换成为涡轮转子的动能；此时，电动发电机转子与涡轮一起带动同轴压气机旋转，涡轮转子上的压气机压缩空气，能够瞬时提高进气压力，增加进气量；从而解决了“涡轮滞后”的问题；缓解发动机加速性差、低速性能恶化，进气不足，燃烧不理想，排放差等方面的不足。当发动机转速上升到一定程度达到中速工况时，辅助控制电路切断电动发电机的电源、为电磁离合装置通电控制电动发电机与涡轮转子分离，电动发电机处于断电空载状态，此时所述电动发电涡轮增压器相当于传统涡轮增压器，仅带动轴套旋转，能够减少转子系统的重量，降低转动惯量，提高转子的加速性能，并降低转子质量较大带来的废弃能量损失。解决了电动发电机导致涡轮转子转动惯量过高、消耗废气能量过多、增压器总效率低、发动机燃油消耗高的问题。当发动机转速上升到高速工况时，辅助控制电路电磁离合装置控制电动发电机转子与涡轮转子结合、控制电动发电机转换为发电机模式，将多余的废气能量转换成为电能并储存在蓄电池中，提高废气能量利用率，改善发动机的经济性。

综上，本发明具有以下有益效果：

(1)通过电磁离合装置实现在不同工况下电动发电机与涡轮转子轴的分离，有效的降低了涡轮转子的转动惯量，大大减少在因涡轮转子转动惯量增加所带来的能量损失，提高了涡轮增压器运行的稳定性与可靠性。

(2)电动发电机既能作为电动机使用，亦能作为发动机使用。电动和发电模式的合理转换，有效的利用了燃料能量，提高废气能量利用率，改善发动机的经济性，实现涡轮增压器在不同工况下能量的高效分配和利用。

(3)能够实时根据发动机工况和涡轮增压器运行参数，灵活、精确控制电辅助增压部分(即电动发电机)的运行，能够提供理想的增压压力和排量，缓解发动机加速性差、低速性能恶化，进气不足，燃烧不理想，排放差等方面的不足。

附图说明

图1为本发明所述涡轮增压器的第一实施例的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明所述涡轮增压器的第二实施例的结构示意图；

图4为空气轴承剖面结构示意图；

图5为空气轴承的截面结构示意图；

图6为所述辅助控制电路示意图；

图7为所述控制方法的流程图。

图中：1-压气机叶轮，2-压气机壳，3-导线，4-轴套，5-止推轴承，6-中间体，7-涡轮转子，8-涡轮壳，9-第一密封环，10-浮动轴承，11-隔热套，12-离合器电磁线圈，13-衔铁，14-弹簧及导柱，15-摩擦片组，16-第一空气轴承，17-电动发电机转子，18-第二密封环，19-第二空气轴承，20-电动发电机定子，21-挡油板，22-油封，23-定位销，24-角接触球轴承，25-轴承体，26-箔片。

具体实施方式

为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

实施例一：

如图1、图2所示，本发明所述的带有转子离合装置的电动发电涡轮增压器，包括压气机叶轮1、压气机壳2、中间体6、涡轮转子7、涡轮壳8、压气机背盘、密封套、隔热套11、轴承、密封环、电动发电机、电磁离合装置和辅助控制电路，转子轴和固定在转子轴一端的涡轮叶轮构成所述涡轮转子7，所述涡轮叶轮并位于涡轮壳8内，压气机叶轮1装配在涡轮转子7的另一端并位于压气机壳2与压气机背盘构成的空间内，所述压气机背盘通过密封套与涡轮转子7配合，所述压气机背盘与密封套之间设有第二密封环18，所述中间体6的两端分别与涡轮壳8、压气机背盘连接，中间体6通过浮动轴承10与涡轮转子7配合，为了防止中间体6在涡轮转子7轴向方向上移动，在所述中间体6靠近压气机叶轮1的一端处设置有止推轴承5，加以固定。中间体6靠近涡轮叶轮的一端与涡轮转子7之间设有第一密封环9，所述涡轮转子7与中间体6的配合处设有隔热套11。压气机叶轮1与压气机壳2及压气机背盘组成压气机，涡轮转子7上的涡轮叶轮、涡轮壳8及隔热套11构成涡轮机。所述电动发电机、电磁离合装置位于中间体6、压气机背盘、密封套组成的空间内，所述电动发电机能通过电磁离合装置的控制与涡轮转子7结合或分离，所述电动发电机、电磁离合装置均通过导线3与辅助控制电路连接。

具体地，所述电动发电机为直流无刷永磁式电动发电机，包括电动电机转子、电动发电机定子20。所述电动发电机定子20为永磁体，所述电动电机转子为线圈结构，电动电机转子通过第一空气轴承16与涡轮转子7连接、形成轴向磁场，电动发电机定子20以与电动发电机转子17相对的方向安装在涡轮增压器中间体6上，电动发电机定子20与电动发电机转子17之间采用第二空气轴承19连接，所述电动电机转子通过导线3与电源模块连接。

所述电磁离合装置主要由离合器电磁线圈12、衔铁13、弹簧及导柱14、摩擦片组15、轴套4组成，轴套4与涡轮转子7采用反螺纹连接，轴套4通过铆钉分别与周向布置的三组弹簧及导柱14和衔铁13连接，衔铁13上附有摩擦片组15，离合器电磁线圈12固定于中间体6上。

如图5所示，所述空气轴承的结构，主要由轴承体25和箔片26组成，是以空气为摩擦介质，空气比油粘滞性小，故空气轴承能够减小摩擦，耐高温，且能够承受较高的转速，降低振动和噪声。在电动发电机中采用双空气轴承的结构，能够有效地降低摩擦系数。为了减轻所述涡轮增压器的重量，空气轴承的轴承体25以及电磁离合装置中所使用的轴套4采用轻质材料加工，如钛合金、铝合金等，尽量降低因涡轮转子7转动惯量增加带来的废弃能量损失。

用于控制所述带有转子离合装置的电动发电涡轮增压器的辅助控制电路，如图6所示，包括：ECU、离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元、电源模块。其中，所述ECU用于检测、分析发动机工况，并对离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元发出指令；离合器控制单元用于根据ECU发出的指令控制电磁离合装置，实现电动发电机转子17与涡轮转子7的分离与结合；电控调速单元用于控制处于电动机模式工作的电动发电机转子17的转速；电能变换及蓄能控制单元用于根据ECU的指令控制电动发电机的工作模式和蓄电池在充电、放电模式之间的转换；电源模块由蓄电池和稳定电源组成，用于为辅助控制电路、电动发电机、电磁离合装置供电，以及储存电能。

在运行过程中，辅助控制电路控制能够实时获得发动机工况参数并进行综合分析，根据发动机的工况或负荷状况，对离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元进行综合控制，调整所述涡轮增压器分别为电动辅助增压、断电空载、发电蓄能三种工作状态，如图7所示，具体如下：

电动辅助增压状态：辅助控制电路中的ECU根据发动机传感器信号判断发动机处于低速(负荷)工况及加速工况时，ECU对离合控制模块发出信号，离合装置中电磁线圈断电，衔铁13电磁力消失，弹簧恢复原长，摩擦片组15结合，电能变换及蓄能控制单元将电动发电机调整为电动机模式，通过电源模块对电动机供电。电动发电机转子17与涡轮一起带动压气机旋转，缓解发动机加速性差、低速性能恶化，进气不足，燃烧不理想，排放性、经济性差等方面的不足。

断电空载状态：辅助控制电路中的ECU根据发动机传感器信号判断发动机处于中(负荷)速工作、空档或滑行模式时，ECU对离合控制模块发出信号，电磁离合装置中电磁线圈通电，在电磁力的作用下衔铁13被吸引，弹簧被压缩，摩擦片组15分离，电动发电机转子17与涡轮转子7分离。电能变换及蓄能控制单元断开电动发电机的电源，电动发电机处于断电空载状态，此时压气机仅靠涡轮带动。电动发电机转子17与涡轮转子7轴的分离，仅带动轻质的轴套4旋转，能够减少转子系统的重量，降低转动惯量，提高转子的加速性能，并降低较涡轮转子7质量大带来的废弃能量损失。

发电蓄能状态：辅助控制电路中的ECU根据发动机传感器信号判断发动机处于高(负荷)速工作模式时，ECU对离合控制模块发出信号，离合装置中电磁线圈断电，衔铁13所受电磁力消失，弹簧恢复至原长，摩擦片组15结合，电能变换及蓄能控制单元将电动发电机调整为发电机模式，并将电池调整为充电模式。涡轮转子7带动电动发电机转子17旋转，电动发电机定子20线圈在电动发电机转子17产生的交变磁场作用下发电，将多余的废气能量转换成为电能储存在电源模块中的蓄电池内，提高废气能量利用率，改善发动机的经济性。

注意：本发明中所述的“低速(负荷)”、“中速(负荷)”、“高速(负荷)”对不同的发动机，具体数值是不一样的，一般经过设计并经过试验标定确定。

实施例2：

如图3、图4所示，本实施例和实施例1的主要区别在于涡轮转子7的支撑轴承改变为角接触球轴承24，即中间体6通过角接触球轴承24与涡轮转子7配合，角接触球轴承24外圈的定位方式采用定位销23固定。由于角接触球轴承24能够承受一定的径向载荷，故省略的在中间体6一侧的止推轴承5，为了防止润滑油泄露污染电动发电机及电磁离合装置，在角接触球轴承24靠近电动发电机的一侧设置挡油板21，在挡油板21与轴结合部位加装密封装置，例如迷宫式油封。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，并非本发明所有实施方式的穷举，本领域技术人员在本发明的基础上，所做的任何修改、等同替换、改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.带有转子离合装置的电动发电涡轮增压器，包括压气机叶轮(1)、压气机壳(2)、中间体(6)、涡轮转子(7)、涡轮壳(8)、压气机背盘、密封套、隔热套(11)、轴承、密封环、电动发电机，其特征在于，还包括电磁离合装置和辅助控制电路，转子轴和固定在转子轴一端的涡轮叶轮构成所述涡轮转子(7)，所述涡轮叶轮并位于涡轮壳(8)内，压气机叶轮(1)装配在涡轮转子(7)的另一端并位于压气机壳(2)与压气机背盘构成的空间内，所述压气机背盘与密封套之间设有第二密封环(18)，所述中间体(6)的两端分别与涡轮壳(8)、压气机背盘连接、并通过轴承与涡轮转子(7)配合，中间体(6)靠近涡轮叶轮的一端与涡轮转子(7)之间设有第一密封环(9)，所述涡轮壳(8)与中间体(6)的配合处设有隔热套(11)，所述电动发电机、电磁离合装置位于中间体(6)、压气机背盘、密封套组成的空间内，所述电动发电机能通过电磁离合装置的控制与涡轮转子(7)结合或分离，具体为，若发动机处于高速工作模式，切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子(7)结合，电动发电机调整为发电机模式、将电池调整为充电模式，涡轮转子(7)带动电动发电机转子(17)旋转，电动发电机定子(20)线圈在电动发电机转子(17)产生的交变磁场作用下发电，将多余的废气能量转换成为电能储存在电源模块中的蓄电池内；若发动机处于中速工作、空档或滑行模式，则为电磁离合装置通电控制电动发电机与涡轮转子(7)分离，电动发电机处于断电空载状态，压气机仅靠涡轮转子(7)带动；若发动机处于低速工况及加速工况，则切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子(7)结合，电动发电机调整为电动机模式，电源模块对电动发电机供电，电动发电机转子(17)带动与涡轮转子(7)及压气机旋转；

所述电动发电机、电磁离合装置均通过导线(3)与辅助控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，所述轴承为浮动轴承(10)，所述中间体(6)靠近压气机叶轮(1)的一端处还设置有止推轴承(5)。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，所述轴承为角接触球轴承(24)，所述中间体(6)与电磁离合装置之间还设置有油封和挡油板(21)。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，所述电动发电机为直流无刷永磁式电动发电机，包括电动电机转子、电动发电机定子(20)，所述电动发电机定子(20)为永磁体，所述电动电机转子为线圈结构，电动电机转子通过第一空气轴承(16)与涡轮转子(7)连接、形成轴向磁场，电动发电机定子(20)以与电动发电机转子(17)相对的方向安装在涡轮增压器中间体(6)上，电动发电机定子(20)与电动发电机转子(17)之间采用第二空气轴承(19)连接，所述电动电机转子通过导线(3)与电源模块连接。

5.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，所述电磁离合装置主要由离合器电磁线圈(12)、衔铁(13)、弹簧及导柱(14)、摩擦片组(15)、轴套(4)组成，轴套(4)与涡轮转子(7)采用反螺纹连接，轴套(4)通过铆钉分别与周向布置的三组弹簧及导柱(14)和衔铁(13)连接，衔铁(13)上附有摩擦片组(15)，离合器电磁线圈(12)固定于中间体(6)上。

6.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，所述的轴套(4)及空气轴承轴承体(25)采用铝合金、钛合金轻质材料加工而成。

7.用于控制权利要求1所述涡轮增压器的辅助控制电路，其特征在于，包括ECU，分别与ECU连接的离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元和电源模块，所述电源模块包括蓄电池和稳定电源，所述电能变换及蓄能控制单元还与电源模块连接；所述离合器控制单元通过导线与电源模块、离合装置连接，所述电动发电机通过导线与电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元、电源模块连接，所述ECU用于检测、分析发动机工况，并对离合器控制单元、电控调速单元、电能变换及蓄能控制单元发出指令；离合器控制单元用于根据ECU发出的指令控制电磁离合装置，实现电动发电机转子与涡轮转子的分离与结合；电控调速单元用于控制处于电动机模式工作的电动发电机转子的转速；电能变换及蓄能控制单元用于根据ECU的指令控制电动发电机的工作模式和蓄电池在充电、放电模式之间的转换；电源模块由蓄电池和稳定电源组成，用于为辅助控制电路、电动发电机、电磁离合装置供电，以及储存电能。

8.权利要求7所述辅助控制电路的控制方法，包括以下步骤：

(1)发动机运行参数输入电控单元，电控单元实时检测发动机工况；

(2)电控单元分析发动机工况，若发动机处于高速工作模式，切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子(7)结合，电能变换及蓄能控制单元将电动发电机调整为发电机模式、将电池调整为充电模式，涡轮转子(7)带动电动发电机转子(17)旋转，电动发电机定子(20)线圈在电动发电机转子(17)产生的交变磁场作用下发电，将多余的废气能量转换成为电能储存在电源模块中的蓄电池内，若否，则再次判断当前发动机工况，若发动机处于中速工作、空档或滑行模式，则为电磁离合装置通电控制电动发电机与涡轮转子(7)分离，电能变换及蓄能控制单元断开电动发电机电源，电动发电机处于断电空载状态，压气机仅靠涡轮转子(7)带动，若否，则再次判断当前发动机工况是否处于低速工况及加速工况，若是，则切断电磁离合装置电源，电磁离合装置控制电动发电机与涡轮转子(7)结合，电能变换及蓄能控制单元将电动发电机调整为电动机模式，电源模块对电动发电机供电，电动发电机转子(17)带动与涡轮转子(7)及压气机旋转，若否则重复步骤(1)。