CN103195556A

CN103195556A - 一种汽车上的增压系统

Info

Publication number: CN103195556A
Application number: CN2013101369061A
Authority: CN
Inventors: 蔡鼎; 吴超
Original assignee: Haining Juyang Intelligent Technology Development Co Ltd
Current assignee: Haining Juyang Intelligent Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明提供了一种汽车上的增压系统，属于汽车技术领域。它解决了现有涡轮增压器使用寿命较短、增压效果不够好等技术问题。本汽车上的增压系统包括设置在进气管内的涡轮，所述的涡轮与一个驱动电机相连，所述的排气管内设置有一个叶轮，所述的叶轮与一个发电机相连，所述的发电机和驱动电机均与所述的蓄电池相联，所述的蓄电池与驱动电机之间联接有一个能够控制驱动电机转速的控制器，所述的控制器与车载ECU相联；所述的进气管的增压入口处设置有一个止回结构，所述的止回结构包括一个固连在排气管增压入口处的收缩管，所述的收缩管的出口处设置有一个止回门。本发明具有节约能源、涡轮使用寿命较长、增压效果较好等优点。

Description

一种汽车上的增压系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车上的增压系统。

背景技术

本文所指的汽车是指以内燃机发动机为汽车主要输出动力的汽车，汽车发动机产生的能够主要分为两部分，其中一大部分是用于推动活塞做功，从而驱动汽车行驶，还有很大一部分是通过排气管排出车外，不但浪费了能量，而且对环境造成了影响。

涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

不过在经过了增压之后，发动机在工作时候的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能都会受到影响，需要人们在停车后让发动机怠速一两分钟，使冷却系统和润滑系统能够继续对涡轮增压器进行冷却，这样也在一定程度上能够延长发动机和涡轮增压器的使用寿命，但是随着生活节奏的变快，人们一般没有这样做的习惯。

在专利（CN 101612897 A）中公开了一种带有电力驱动装置的汽车，包括一个安装在排气管内的风力发电机，该风力发电机采用永磁发电机，其地址安装于汽车底盘上，其转轴外圆上均布的贴有若干块永磁体，转轴圆筒内由若干风叶，利用汽车尾气排放中的风能进行风力发电，再利用安装于车轮上的电动机助推汽车前进，但是该风力发电装置并没有应用到涡轮增压器上，用于延长涡轮增压器和发动机的使用寿命，而且增压效果还不够好。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种汽车上的增压系统，本发明所要解决的技术问题是设计一种使用寿命较长、而且增压效果较好的涡轮增系统。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车上的增压系统，汽车包括进气管、排气管、蓄电池和车载ECU，其特征在于，本增压系统包括设置在进气管内的涡轮，所述的涡轮与一个驱动电机相连，所述的排气管内设置有一个叶轮，所述的叶轮与一个发电机相连，所述的发电机和驱动电机均与所述的蓄电池相联，所述的蓄电池与驱动电机之间联接有一个能够控制驱动电机转速的控制器，所述的控制器与车载ECU相联；所述的进气管的增压入口处设置有一个止回结构，所述的止回结构包括一个固连在排气管增压入口处的收缩管，所述的收缩管的出口处设置有一个止回门，所述的收缩管和止回门均为橡胶材质制成，该止回门的边缘处固定设置有一个连接片，所述的连接片在靠近涡轮的一侧设置有一个缺口，所述的缺口内固定设置有一个处于拉紧状态下的橡皮筋，所述收缩管的出口的外壁内设置有一块环状铁片，所述止回门内设置有一块与所述的铁片直径相同的环状磁铁。

汽车发动机运转，排气管内的废气对叶轮做功，发电机将机械能转化为电能，储存在汽车蓄电池内，对排气管内的废气进行了利用，节约了能源，间接地提高了汽车的燃油经济性；设置在进气管内的涡轮与一个驱动电机相连，驱动电机与蓄电池相联，通过驱动电机使涡轮对进气管内的气体进行增压，由于普通涡轮增压器在发动机低转速下不能对进气管内的气体进行增压，导致发动机起动加速性很差，本涡轮增压系统能够在发动机任何转速下根据需求对进气管内的气体进行增压；在驱动电机和蓄电池之间设置有一个控制器，该控制器车载ECU相联，传统涡轮增压器使用寿命较短的主要原因在于：涡轮的转速完全由排气管内的废气流速决定，不能进行控制，使汽车在高速行驶时，涡轮的转速太快，由于受进气管内增压极限的影响，涡轮转速太快并不能起到更好的增压效果，反而会使得涡轮受应力较大、散热较差，从而使用寿命较短，而本增压系统由于涡轮的转速可以根据发动机的状况通过车载ECU来控制，使涡轮的使用寿命延长；为了使发动机在起动时就有较大的进气压力，在靠近增压一侧的进气管处设置有一个收缩管，收缩管处的出口处设置有一个止回门，在发动机前一次停止转动时，止回门上设置的橡皮筋将止回门关闭，而且通过分别设置在收缩管和止回门铁片和磁铁产生的吸引力将收缩管的出口密封（此时，进气管内的气体为增压后的气体），这时起动发动机，由于涡轮是通过电机带动的，发动机马上就能够获得增压后的气体，从而提高发动机的起动加速能力；而且在汽车整车行驶时，本止回结构的设计能够防止增压后的气体因为进气回压的影响而倒回到没有增压的一侧（这里所讲的进气回压是指发动机间歇性进气导致的进气气流回流的压力），本增压系统的增压效果较常规增压器有显著的改善。

在上述的一种汽车上的增压系统中，所述的进气管包括吸气段和压气段，所述的涡轮设置在吸气段和压气段之间。吸气段与汽车前段的进气格栅处相连，压气段与发动机上的中冷腔相连。

在上述的一种汽车上的增压系统中，所述的涡轮上设置有涡轮轴，所述驱动电机的输出轴与所述的涡轮轴相连。驱动电机驱动涡轮轴转动，使涡轮对进气管内的气体进行增压。

在上述的一种汽车上的增压系统中，所述的叶轮上设置有叶轮轴，所述发电机的转轴与所述的叶轮轴相连。排气管内的废气驱动叶轮转动，发电机将机械能转化为电能并储存到蓄电池中。

在上述的一种汽车上的增压系统中，所述的叶轮轴穿设在排气管的管壁上，所述的叶轮轴与排气管的管壁之间通过轴承相连。

在上述的一种汽车上的增压系统中，所述的涡轮轴穿设在进气管的管壁上，所述的涡轮轴与进气管的管壁之间通过轴承相连。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本增压系统中利用叶轮和发电机对排气管内的废气进行了利用，节约了能源，间接的提高了汽车的燃油经济性。

2、本增压系统中利用驱动电机对涡轮进行驱动，驱动电机的转速通过控制器和车载ECU来控制，能够延长本增压系统的使用寿命。

3、本增压系统设置有止回结构，能够显著的提高发动机的起动加速性能。

附图说明

图1是本增压系统在止回门开启状态下的结构示意图。

图2是本增压系统在止回门关闭状态下的结构示意图。

图3是本增压系统中止回结构的爆炸图。

图4是图2中局部A的放大图。

图5是图3中局部B的放大图。

图中，1、进气管；11、吸气段；12、压气段；2、排气管；31、涡轮；32、涡轮轴；41、叶轮；42、叶轮轴；5、控制器；6、车载ECU；7、蓄电池；8、驱动电机；9、发电机；10、止回结构；101、收缩管；102、止回门；103、连接片；104、缺口；105、橡皮筋；106、铁片；107、磁铁。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种汽车上的增压系统，汽车包括进气管1、排气管2、蓄电池7和车载ECU6，其特征在于，本增压系统包括设置在进气管1内的涡轮31，涡轮31与一个驱动电机8相连，排气管2内设置有一个叶轮41，叶轮41与一个发电机9相连，发电机9和驱动电机8均与蓄电池7相联，蓄电池7与驱动电机8之间联接有一个能够控制驱动电机8转速的控制器5，控制器5与车载ECU6相联；进气管1的增压入口处设置有一个止回结构10，止回结构10包括一个固连在排气管2增压入口处的收缩管101，收缩管101的出口处设置有一个止回门102，收缩管101和止回门102均为橡胶材质制成，该止回门102的边缘处固定设置有一个连接片103，连接片103在靠近涡轮31的一侧设置有一个缺口104，缺口104内固定设置有一个处于拉紧状态下的橡皮筋105，收缩管101的出口的外壁内设置有一块环状铁片106，止回门102内设置有一块与铁片106直径相同的环状磁铁107。

如图1和图2所示，进气管1包括吸气段11和压气段12，涡轮31设置在吸气段11和压气段12之间，吸气段11与汽车前段的进气格栅处相连，压气段12与发动机上的中冷腔相连，涡轮31上设置有涡轮轴32，驱动电机8的输出轴与涡轮轴32相连，驱动电机8驱动涡轮轴32转动，使涡轮31对进气管1内的气体进行增压，叶轮41上设置有叶轮轴42，发电机9的转轴与叶轮轴42相连，排气管2内的废气驱动叶轮41转动，发电机9将机械能转化为电能并储存到蓄电池7中，叶轮轴42穿设在排气管2的管壁上，叶轮轴42与排气管2的管壁之间通过轴承相连，涡轮轴32穿设在进气管1的管壁上，涡轮轴32与进气管1的管壁之间通过轴承相连。

汽车发动机运转，排气管2内的废气对叶轮41做功，发电机9将机械能转化为电能，储存在汽车蓄电池7内，对排气管2内的废气进行了利用，节约了能源，间接地提高了汽车的燃油经济性；设置在进气管1内的涡轮31与一个驱动电机8相连，驱动电机8与蓄电池7相联，通过驱动电机8使涡轮31对进气管1内的气体进行增压，由于普通涡轮31增压器在发动机低转速下不能对进气管1内的气体进行增压，导致发动机起动加速性很差，本涡轮31增压系统能够在发动机任何转速下根据需求对进气管1内的气体进行增压；在驱动电机8和蓄电池7之间设置有一个控制器5，该控制器5车载ECU6相联，传统涡轮31增压器使用寿命较短的主要原因在于：涡轮31的转速完全由排气管2内的废气流速决定，不能进行控制，使汽车在高速行驶时，涡轮31的转速太快，由于受进气管1内增压极限的影响，涡轮31转速太快并不能起到更好的增压效果，反而会使得涡轮31受应力较大、散热较差，从而使用寿命较短，而本增压系统由于涡轮31的转速可以根据发动机的状况通过车载ECU6来控制，使涡轮31的使用寿命延长；为了使发动机在起动时就有较大的进气压力，在靠近增压一侧的进气管1处设置有一个收缩管101，收缩管101处的出口处设置有一个止回门102，在发动机前一次停止转动时，止回门102上设置的橡皮筋105将止回门102关闭，而且通过分别设置在收缩管101和止回门102铁片106和磁铁107产生的吸引力将收缩管101的出口密封（此时，进气管1内的气体为增压后的气体），这时起动发动机，由于涡轮31是通过电机带动的，发动机马上就能够获得增压后的气体，从而提高发动机的起动加速能力；而且在汽车整车行驶时，本止回结构10的设计能够防止增压后的气体因为进气回压的影响而倒回到没有增压的一侧（这里所讲的进气回压是指发动机间歇性进气导致的进气气流回流的压力），本增压系统的增压效果较常规增压器有显著的改善。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种汽车上的增压系统，汽车包括进气管（1）、排气管（2）、蓄电池（7）和车载ECU（6），其特征在于，本增压系统包括设置在进气管（1）内的涡轮（31），所述的涡轮（31）与一个驱动电机（8）相连，所述的排气管（2）内设置有一个叶轮（41），所述的叶轮（41）与一个发电机（9）相连，所述的发电机（9）和驱动电机（8）均与所述的蓄电池（7）相联，所述的蓄电池（7）与驱动电机（8）之间联接有一个能够控制驱动电机（8）转速的控制器（5），所述的控制器（5）与车载ECU（6）相联；所述的进气管（1）的增压入口处设置有一个止回结构（10），所述的止回结构（10）包括一个固连在排气管（2）增压入口处的收缩管（101），所述的收缩管（101）的出口处设置有一个止回门（102），所述的收缩管（101）和止回门（102）均为橡胶材质制成，该止回门（102）的边缘处固定设置有一个连接片（103），所述的连接片（103）在靠近涡轮（31）的一侧设置有一个缺口（104），所述的缺口（104）内固定设置有一个处于拉紧状态下的橡皮筋（105），所述收缩管（101）的出口的外壁内设置有一块环状铁片（106），所述止回门（102）内设置有一块与所述的铁片（106）直径相同的环状磁铁（107）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车上的增压系统，其特征在于，所述的进气管（1）包括吸气段（11）和压气段（12），所述的涡轮（31）设置在吸气段（11）和压气段（12）之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车上的增压系统，其特征在于，所述的涡轮（31）上设置有涡轮轴（32），所述驱动电机（8）的输出轴与所述的涡轮轴（32）相连。

4.根据权利要求1或2所述的一种汽车上的增压系统，其特征在于，所述的叶轮（41）上设置有叶轮轴（42），所述发电机（9）的转轴与所述的叶轮轴（42）相连。

5.根据权利要求4所述的一种汽车上的增压系统，其特征在于，所述的叶轮轴（42）穿设在排气管（2）的管壁上，所述的叶轮轴（42）与排气管（2）的管壁之间通过轴承相连。

6.根据权利要求3所述的一种汽车上的增压系统，其特征在于，所述的涡轮轴（32）穿设在进气管（1）的管壁上，所述的涡轮轴（32）与进气管（1）的管壁之间通过轴承相连。