CN103573951A - 用于涡轮增压器的飞轮组件 - Google Patents

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Abstract

用于涡轮增压器的飞轮组件包括与涡轮增压器轴分离的可旋转的飞轮轴，以及联接到飞轮轴的飞轮主体。飞轮感应器确定飞轮运转参数并提供指示飞轮运转参数的飞轮反馈信号，以及飞轮离合器将飞轮轴选择性地联接到涡轮增压器轴。控制器基于飞轮反馈信号运转飞轮离合器。飞轮轴和飞轮主体可设置在飞轮壳体中，该飞轮壳体与涡轮增压器壳体分离并分开。

Description

用于涡轮增压器的飞轮组件
技术领域
本发明总地涉及机械能存储装置，特别是用于设置在内燃机上的涡轮增压器的飞轮组件。
背景技术
内燃机性能的限定因素在于用于在发动机气缸内燃烧的输送到进气歧管的助燃空气的量。大气压通常不足以供应用于发动机正常运转的所需空气的量。因此，内燃机可包括一个或多个涡轮增压器，用于压缩空气将其供应到设置在相应的燃烧气缸内的燃烧室。涡轮增压器提供助燃空气，该助燃空气的压力和密度大于现有大气压和环境密度。使用涡轮增压器可补偿缺少的动力，例如用于补偿高度，或增加可从具有一定排量的发动机获得的动力，从而对于给定输出减小所需要的发动机的成本、重量和尺寸。
涡轮增压器通常包括从发动机排出的排气驱动的涡轮，以及由涡轮驱动的压缩机。压缩机从大气中接收待压缩空气，并向燃烧室提供空气。共用轴使涡轮的涡轮叶轮与压缩机部分的压缩机叶轮互相连接。将发动机排出的排气从排气歧管引导到涡轮。排气流穿过涡轮使涡轮叶轮旋转，从而转动共用轴并旋转压缩机叶轮。
涡轮增压器的已知构造中存在一些问题。例如，当需要系统提供增加的动力时，涡轮增压器通常需要时间加速和提供增加的压力。这常常是由于涡轮增压器的转动惯性导致的。因此，在需要快速增加动力的条件下运转发动机时，会出现延滞期，而不能实现涡轮增压器的加速和所需的动力瞬时增加。在需要快速降低动力和压力的条件下运转发动机时，也存在同样的情况。当向发动机提供恒定旋转速度时可能会增加或移除大量电力负荷或“巨额负荷”，这些是临时负荷的示例，临时负荷也需要动力的快速变化和涡轮增压器运转速度的相应变化。
当发动机运行时，涡轮增压器将随着增加和移除动力在旋转速度的不同范围内运转。由于涡轮增压器的转动惯性，通常需要低效运行发动机，用于在临时负荷过程中控制排气流的加热，从而控制涡轮增压器的旋转速度。这些低效运转具有增加排放如烟灰和二氧化氮的缺陷。
美国专利申请公开号2004/005506描述了用于提高涡轮增压器的反应的方案，该专利申请的发明人是Shaffer，发明名称是“惯性增大的涡轮增压器(Inertia Augmented Turbocharger)”。Shaffer的文件中描述了具有至少一个飞轮的涡轮增压器，该飞轮构造为用于可拆卸地联接到涡轮增压器的轴。特别是，Shaffer的第一飞轮定位在涡轮和压缩机之间并可通过第一离合器直接接合到涡轮增压器轴。第一飞轮主要用于向涡轮增压器轴增加能量，并通过选择性地引导空气流穿过围绕第一飞轮形成的叶片保持运转旋转速度。第二飞轮也可定位在涡轮和压缩机之间，并通过第二离合器直接接合涡轮增压器轴。第二飞轮主要用于从涡轮增压器轴移除能量，因此，如果没有需要，其通常保持固定。控制器操作第一离合器使第一飞轮向涡轮增压器轴增加动力，并操作第二飞轮使第二飞轮从涡轮增压器轴移除动力。
虽然Shaffer中揭示的设置提高了涡轮增压器的反应时间，但是它也存在一些缺陷。由于飞轮设置在压缩机和涡轮之间的高温位置，限制了飞轮的容量。也就是说，涡轮增压器壳体内升高的温度限制了使用某些飞轮材料，如碳纤维，这些材料具有较高的强度重量比并可以以较高的速度旋转(如约60000rpm或更高)，因此具有更大的容量用于存储和释放能量，但对升高的温度也更加敏感。操作温度的略微升高可快速导致潜在地灾难性损坏飞轮，如当运转温度超过约170℃时碳纤维材料可脱层和分裂。升高的温度也可增加围绕飞轮的压力，该压力可通过增加作用在飞轮上的摩擦力降低飞轮的性能。Shaffer的飞轮设置也不能有效使用从涡轮增压器轴移除的能量。
发明内容
根据本发明的一方面，飞轮组件用于涡轮增压器，该涡轮增压器具有涡轮增压器壳体、设置在涡轮增压器壳体内的涡轮、设置在涡轮增压器内的压缩机、以及使涡轮和压缩机以旋转固定的方式相互连接的涡轮增压器轴。飞轮组件包括飞轮壳体、由飞轮壳体旋转支承的并与涡轮增压器轴分离的飞轮轴、以及联接到飞轮轴和设置在飞轮壳体内的飞轮主体。飞轮感应器构造为用于确定飞轮运转参数和提供指示飞轮运转参数的飞轮反馈信号，以及飞轮离合器构造为将飞轮轴选择性地联接到涡轮增压器轴。控制器可操作地联接到飞轮离合器和飞轮感应器以及构造为基于飞轮反馈信号运转飞轮离合器。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，机器包括具有多个气缸的内燃机，各气缸包括至少一个进口和至少一个排气口、与进口分别流体连通的进气歧管，以及与排气口分别流体连通的排气歧管。涡轮增压器包括涡轮增压器壳体、设置在涡轮增压器壳体内的涡轮以及设置在涡轮增压器壳体内的压缩机，其中，该涡轮具有与排气歧管流体连通的涡轮进口和与大气流体连通的涡轮出口，该压缩机具有与大气流体连通的压缩机进口和与进气歧管流体连通的压缩机出口。涡轮增压器轴使涡轮和压缩机以旋转固定的方式互相连接，以及涡轮增压器感应器构造为用于确定涡轮增压器运转参数和提供指示涡轮增压器运转参数的涡轮增压器反馈信号。飞轮组件包括飞轮壳体、由飞轮壳体旋转支承的并与涡轮增压器轴分离的飞轮轴、以及联接到飞轮轴和设置在飞轮壳体内的飞轮主体。飞轮感应器构造为用于确定飞轮运转参数和提供指示飞轮运转参数的飞轮反馈信号，以及飞轮离合器构造为将飞轮轴选择性地联接到涡轮增压器轴。控制器可操作地联接到飞轮离合器、飞轮感应器以及涡轮增压器感应器，并且构造为基于飞轮反馈信号和涡轮增压器反馈信号运转飞轮离合器。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，运转涡轮增压器的方法包括从发动机引导排气流穿过涡轮，从而旋转涡轮，以及将压缩机机械地联接到涡轮，从而压缩机随着涡轮旋转并形成涡轮增压器，压缩机设置在进气口内并构造为从大气接收空气并向发动机提供压缩空气。该方法还包括提供可旋转的飞轮，确定实际涡轮增压器的速度，确定实际的飞轮速度，和基于实际的涡轮增压器速度和实际的飞轮速度将飞轮选择性地机械联接到涡轮增压器。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，飞轮感应器包括飞轮速度感应器以及飞轮运转参数包括飞轮速度。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，涡轮增压器还包括涡轮增压器感应器，该涡轮增压器感应器构造为用于确定涡轮增压器运转参数和提供指示涡轮增压器运转参数的涡轮增压器反馈信号，以及控制器可操作性地联接到涡轮增压器感应器和还可构造为基于涡轮增压器反馈信号运转飞轮离合器。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，飞轮感应器包括飞轮速度感应器，以及飞轮反馈信号包括指示飞轮速度的飞轮速度信号，涡轮增压器感应器包括涡轮增压器速度感应器，而涡轮增压器反馈信号包括指示涡轮增压器速度的涡轮增压器速度信号，以及控制器构造为基于飞轮速度信号和涡轮增压器速度信号运转飞轮离合器。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，控制器构造为用于确定阈值涡轮增压器速度，确定阈值飞轮速度，以及当涡轮增压器速度信号指示涡轮增压器速度大于阈值涡轮增压器速度和飞轮速度信号指示飞轮速度小于阈值飞轮速度时命令飞轮离合器到接合位置。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，控制器构造为用于确定阈值涡轮增压器速度，确定阈值飞轮速度，和当涡轮增压器速度信号指示涡轮增压器速度小于阈值涡轮增压器速度和飞轮速度信号指示飞轮速度大于阈值飞轮速度时命令飞轮离合器到接合位置。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，变速箱可操作性地联接在飞轮离合器和飞轮轴之间。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，电动机/发电机可操作性地联接到飞轮轴。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，电动机/发动机离合器可操作性地联接在电动机/发电机和飞轮轴之间。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，飞轮壳体从涡轮增压器壳体分离并分开。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，方法还可包括确定阈值涡轮增压器速度和确定阈值飞轮速度，以及当实际的涡轮增压器速度大于阈值涡轮增压器速度和实际的飞轮速度小于阈值飞轮速度时飞轮选择性地机械联接到涡轮增压器。
在可结合这些方面的任一方面的本发明的另一方面中，该方法还可包括确定阈值涡轮增压器速度和确定阈值飞轮速度，以及其中，当实际的涡轮增压器速度小于阈值涡轮增压器速度和实际的飞轮速度大于阈值飞轮速度时飞轮选择性地机械联接到涡轮增压器。
附图说明
图1是机器的侧视图，该机器具有用于根据本发明的涡轮增压器的飞轮组件。
图2是飞轮组件的示例实施例的示意图，该飞轮组件用于与内燃机配合的涡轮增压器。
图3是用于图2中飞轮组件的飞轮的放大示意图。
具体实施方式
揭示了用于涡轮增压器的飞轮组件的实施例，其用于设置在机器上的内燃机。飞轮组件可包括旋转支承在飞轮壳体内的飞轮轴。飞轮主体可联接到并随着飞轮轴旋转。该飞轮轴可与涡轮增压器轴分离，及飞轮离合器可构造为将飞轮轴选择性地接合到涡轮增压器轴。因此，根据需要，能量既可以从飞轮轴传递到涡轮增压器轴，从而快速加快涡轮增压器的旋转速度，又可以从涡轮增压器轴传递到飞轮轴，从而快速降低涡轮增压器的旋转速度。任选的电动机/发电机可选择性地联接到飞轮轴，用于向设置在机器上的辅助系统提供动力和/或在机器启动时协助飞轮主体的初始“自旋加快”。此外，飞轮壳体可与涡轮增压器壳体分离，从而飞轮组件与涡轮增压器的高温环境隔开，进而可提高飞轮性能并可扩充用于飞轮主体的飞轮材料种类。在一些实施例中，设有单独的飞轮轴和壳体，使飞轮组件在使用时不需调整涡轮增压器组件，从而有利于在改装应用中使用。
图1示出了示例机器20。该机器20可以是如图所示的矿用卡车，或其它类型的机器，包括公路用机器、非公路用机器、推土设备、发电机、航天机器、机车机器、船用机器、泵、固定设备、或其它的发动机驱动的设备。机器20可包括底盘22和安装在底盘上的内燃机24。该发动机24可以是任意类型的发动机(内燃机、燃气发动机、柴油机、气体燃料发动机、天然气发动机、丙烷发动机等)，可以是任意大小，具有任意数量的气缸，以及任意构造(“V”、直列、径向等)。在图示实施例中，发动机24产生可传递到地面接合构件26的动力。地面接合构件26可以是如图所示的轮胎、履带、或适于特殊用途的类似构件。
图2中更详细地示出了发动机24。在示例实施例中，发动机24包括至少部分限定多个气缸32的发动机缸体30。活塞(未示出)可滑动地设置在各气缸32内在上止点位置和下止点位置之间往复运动，缸盖(未示出)可与各气缸32关联。气缸32、活塞、和缸盖可形成燃烧室34。在示出的实施例中，该发动机24具有六个燃烧室34，但也可使用不同数量的燃烧室34。该燃烧室34可设置成直列构造、“V”形构造、或其它合适的构造。
进气系统38设置为将空气引入燃烧室34。该进气系统38可包括进给阀40、一个或多个压缩机42、和空气冷却器44。进气系统38内可包括附加部件，如附加阀、一个或多个空气净化器、一个或多个废气门、控制系统、旁路回路、和用于将增压空气引入发动机24的其它装置。或如果需要，可省略进给阀40和空气冷却器44。
进给阀40可通过通道46流体联接到压缩机42，用于调节流入发动机24的大气压空气的流量。进气阀40可包括，例如，蝶阀、球阀、闸阀、或本领域已知的其它类型的阀。进给阀40可以是电磁致动的、液压致动的、气压致动的、或响应一种或多种预定条件的其它任意致动方式。
压缩机42可将流入发动机24的空气压缩到预定的压力等级。如果在空气吸入系统38内不只具有一个压缩机42，压缩机42可串行或并行设置并通过通道48流体联接到发动机24。压缩机42可包括固定几何结构压缩机、变几何结构压缩机、或本领域已知的其它类型压缩机。如果需要，从压缩机42流出的压缩气体的一部分可从通道48转向用于其它用途。
空气冷却器44可包括空气-空气热交换器、空气-液体热交换器、或两者的组合，以及构造为有利于将热能传递到被导入发动机24内的压缩空气或从其传递出热能。例如，空气冷却器44可包括列管式换热器、波纹板式换热器、管板式换热器、或本领域已知的其它类型的换热器。空气冷却器44可设置在通道48内介于压缩机42和发动机24之间。
可设置排气系统50用于从发动机24中引导出排气流。在示例实施例中，排气系统50包括一个或多个串行或并行的涡轮52。排气系统50可包括附加组件，例如微粒过滤器、氮氧化物吸收器或其它催化装置、衰减器、和本领域中用于从发动机24中引导出排气流的其它装置。
涡轮52和压缩机42可机械联接，以形成涡轮增压器54。在示出的实施例中，涡轮增压器轴56使压缩机42和涡轮52互相连接，以及压缩机42、涡轮52、和涡轮增压器轴56设置在涡轮增压器壳体58内。排出发动机24的热废气穿过排气通道60移动到涡轮52，在其内，气体逆着涡轮叶片(未示出)膨胀，使涡轮52及相互连接的压缩机42旋转。
飞轮组件62可联接到涡轮增压器54并且选择性地运转，用于向涡轮增压器54增加能量或从其移除能量。飞轮组件62可包括飞轮64。如图3清晰的图示，飞轮64可包括具有轮毂68和轮缘70的飞轮主体66。轮毂68可由诸如铝或钢的材料制成，当飞轮主体66以60000rpm或更大的速度旋转时该材料适于支承轮缘70的质量。轮缘70可由任意合适的飞轮材料制成，例如铁，钢，或碳纤维。飞轮轴72联接到轮毂68并由飞轮壳体74可旋转地支承。
飞轮壳体74限定腔室76，可调整该腔室76的大小用于容纳飞轮主体66和至少一部分飞轮轴72。轴承78可联接到飞轮壳体74的相对侧面用于轴颈地支承飞轮轴72的各部分。两个轴密封件80可设置在飞轮壳体74的相对侧面和飞轮轴72之间，用于空气密封。真空泵(未示出)可流体连通腔室76，在飞轮壳体74的内部产生部分真空。飞轮64还可包括冷却系统(未示出)，使飞轮腔室76保持预期的运转温度。
再回顾图2，飞轮组件62还可包括飞轮离合器82，用于选择性地将飞轮64接合到增压涡轮器54。在示例实施例中，飞轮离合器82的一侧联接到涡轮增压器轴56，而飞轮离合器82的另一侧通过变速箱84联接到飞轮轴72。变速箱84可构造为适应涡轮增压器54和飞轮64的运转速度的差异。例如，当涡轮增压器54的最高运转速度约为120000rpm以及飞轮的最高运转速度约为60000rpm，变速箱可具有约2∶1的变速比，用于适应运转速度的差异。可使用其它变速比，包括适应比增压涡轮器速度大的飞轮速度的变速比。
飞轮组件62还可包括电动机/发电机86，其构造为向飞轮64提供能量或从其提取能量。在示出的实施例中，电动机/发电机86包括电动机/发电机轴88。电动机/发电机离合器90可设置为选择性地将电动机/发电机轴88联接到飞轮轴72(其可如图所示通过变速箱84实现)。
控制器92可设置为基于用户输入和/或关于运转参数的反馈控制飞轮组件和/或其它发动机部件的运转。例如，控制器可以是专属飞轮组件控制器，其构造为致动飞轮离合器82和电动机/发电机离合器90。或者，控制器92可以是具有发动机24的电子控制模块，并构造为，除了操作飞轮离合器82和可选的电动机/发电机离合器90之外，还操作其它发动机部件。控制器92可包括用于运行设备的任意部件，如内存、二次存储装置、以及中央处理单元。然而，控制器92可包括附加的或不同的部件，例如机械或液力机械装置。其它已知的不同电路可与控制器92关联，如电源电路、信号调理电路、电磁阀驱动电路、和其它合适的电路。虽然控制器92在附图中被描绘成单个的控制器，但可使用连接的多个控制器。
飞轮组件62可包括一个或多个反馈感应器，其用于监控飞轮64、增压涡轮器54、和/或附加发动机部件的运转参数并向控制器92提供反馈信号。在示出的实施例中，飞轮感应器94设置为用于确定与飞轮64关联的飞轮运转参数和提供指示飞轮运转参数的飞轮反馈信号。例如，飞轮感应器94可以是飞轮速度感应器，其构造为用于确定飞轮主体66的旋转速度和产生飞轮速度信号。额外地或可选地，飞轮感应器94可包括飞轮温度感应器，其构造为用于确定飞轮壳体74内的温度和产生飞轮温度信号。此外，飞轮感应器94可构造为用于确定飞轮壳体74内的压力和产生飞轮壳体压力信号。
飞轮组件62还可包括涡轮增压器感应器96，其构造为用于确定与涡轮增压器54关联的涡轮增压器运转参数和产生指示涡轮增压器运转参数的涡轮增压器反馈信号。例如，涡轮增压器感应器96可构造为用于确定涡轮52、压缩机42、和/或涡轮增压器轴56的旋转速度，以及产生涡轮增压器速度信号。
发动机24可包括与机器20的其它部件关联的附加反馈感应器(未示出)。其它反馈感应器可包括发动机速度感应器、传动系统速度感应器、和提供指示机器运转参数信号的其它感应器。可使用其它反馈感应器控制发动机24的运转，以及还可用于确定涡轮增压器54和/或飞轮64的所需的运转条件。
工业实用性
上述飞轮组件可有利地用于具有涡轮增压器的机器上，从而更快速地获得所需的涡轮增压器速度。飞轮轴72可使用飞轮离合器82选择性地联接到涡轮增压器轴56，从而向涡轮增压器54增加能量或从其移除能量。飞轮64可具有飞轮壳体74，该飞轮壳体74从涡轮增压器壳体58分离并分开，从而将飞轮64从涡轮增压器54的高温区域移除。因此，可将飞轮壳体74保持在一个温度，在该温度下可使用对温度敏感的用于飞轮主体66的材料，如碳纤维。这些材料可具有提高的强度重量比，在该强度重量比下可以以更高的速度旋转，从而增加飞轮64的能量存储容量。此外，使用单独的飞轮壳体74可根据需要无尺寸限制地调整飞轮主体66的大小，当飞轮64被结合在如涡轮增压器壳体58的其它结构中时需要设立尺寸限制。此外，可选的电动机/发电机86可选择性地联接到飞轮轴72，从飞轮64获得能量用于向设置在机器上的辅助系统供电和/或向飞轮64提供能量用于在机器启动时协助飞轮主体的初始“自旋加快”。
特别是，控制器92可构造为响应飞轮感应器94和涡轮增压器感应器96的反馈运转飞轮离合器82。在示例实施例中，飞轮感应器94可确定飞轮64的旋转速度并产生指示飞轮速度的飞轮速度信号，而涡轮增压器感应器96可确定涡轮增压器的旋转速度并产生指示涡轮增压器速度的涡轮增压器速度信号。控制器92可构造为基于飞轮速度信号和涡轮增压器速度信号运转飞轮离合器82。
例如，控制器92可构造为基于用户输入或感应的运转参数确定阈值涡轮增压器速度和阈值飞轮速度。控制器92还可构造为，当涡轮增压器速度信号指示涡轮增压器的速度大于阈值涡轮增压器速度以及飞轮速度信号指示飞轮速度小于阈值飞轮速度时，命令飞轮离合器82到接合位置。可能存在这样的情况，例如，当发动机24上的总电力负荷下降时，如当关闭辅助系统或地面接合构件26的扭矩负荷下降时。因此，涡轮增压器54的运转速度可超过电力负荷对应的所需涡轮增压器速度，其可能导致发动机低效运转。因此，可接合飞轮64用于从涡轮增压器54获得能量，从而使涡轮增压器54更快减速到所需速度。
额外地或可选地，控制器92可构造为，当涡轮增压器速度信号指示涡轮增压器速度小于阈值涡轮增压器速度以及飞轮速度信号指示飞轮速度大于阈值飞轮速度时，命令飞轮离合器84到接合位置。可能存在这样的状况，例如，当发动机24上的总电力负荷增加时，如当启动辅助系统或地面接合构件26的扭矩负荷增加时。当在这些条件下接合飞轮离合器82时，涡轮增压器54可从飞轮64获得能量，从而使涡轮增压器54更快加速到所需速度并提高发动机效率。
控制器92还可构造为响应感应器的反馈致动电动机/发电机离合器90。当飞轮和涡轮增压器的速度超过相关阈值时，飞轮组件62可具有能量盈余。在这些条件下，可接合电动机/发电机离合器90向可操作地联接到电动机/发电机86的其它系统提供能量。或，在启动机器20时可向飞轮64提供存储在电动机/发电机86中的能量，从而使飞轮64更快加速到所需运转速度。
应明白，上述说明书提供了揭示的组件和技术的示例。但是，应注意到，本发明的其它实施例可在细节上与上述示例不同。本发明的或示例的所有附图标记旨在标示讨论中的特定示例，并不用于限定本发明较大的范围。与某些特征相关的所有具有对比和贬义色彩的语言都旨在表示不优选那些特征，并不是完全将其排除在本发明的范围外，除非另有说明。
除非另有说明，文中记录的数值范围仅用于快速地分别表明单个数值包括在范围内，以及单个数值如在此处分别记录一样包括在说明书中。除非另有说明或与环境明显冲突，可以以适当的顺序实施文中描述的所有方法。
因此，在适用法律规定下，本发明包括所附权利要求描述主题的所有修改和等同物。此外，除非另有说明或与环境明显冲突，本发明涵盖了上述要素在其所有可能变形中的任意组合。

Claims (11)

1.一种用于涡轮增压器的飞轮组件，该涡轮增压器具有涡轮增压器壳体、设置在所述涡轮增压器壳体中的涡轮、设置在所述涡轮增压器壳体中的压缩机、以及以旋转固定的方式使所述涡轮和所述压缩机互相连接的涡轮增压器轴，所述飞轮组件包括：
飞轮壳体；
飞轮轴，其由所述飞轮壳体可旋转地支承并与所述涡轮增压器轴分离；
飞轮主体，其联接到所述飞轮轴并设置在所述飞轮壳体中；
飞轮感应器，其能够确定飞轮运转参数并提供指示所述飞轮运转参数的飞轮反馈信号；
飞轮离合器，其能够将所述飞轮轴选择性地联接到所述涡轮增压器轴；以及
控制器，其可操作地联接到所述飞轮离合器和所述飞轮感应器并能够基于所述飞轮反馈信号运转所述飞轮离合器。
2.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中，所述飞轮感应器包括飞轮速度感应器以及所述飞轮运转参数包括飞轮速度。
3.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中，所述涡轮增压器还包括涡轮增压器感应器，该涡轮增压器感应器能够确定涡轮增压器运转参数并提供指示所述涡轮增压器运转参数的涡轮增压器反馈信号，以及其中，所述控制器可操作地联接到所述涡轮增压器感应器和还能够基于所述涡轮增压器反馈信号运转所述飞轮离合器。
4.根据权利要求3所述的飞轮组件，其中：
所述飞轮感应器包括飞轮速度感应器以及所述飞轮反馈信号包括指示飞轮速度的飞轮速度信号；
所述涡轮增压器感应器包括涡轮增压器速度感应器，以及所述涡轮增压器反馈信号包括指示涡轮增压器速度的涡轮增压器速度信号；以及
所述控制器能够基于所述飞轮速度信号和所述涡轮增压器速度信号运转所述飞轮离合器。
5.根据权利要求4所述的飞轮组件，其中，所述控制器能够：
确定阈值涡轮增压器速度；
确定阈值飞轮速度；以及
当所述涡轮增压器速度信号指示涡轮增压器速度大于所述阈值涡轮增压器速度和所述飞轮速度信号指示飞轮速度小于所述阈值飞轮速度时，命令所述飞轮离合器到接合位置。
6.根据权利要求4所述的飞轮组件，其中，所述控制器能够：
确定阈值涡轮增压器速度；
确定阈值飞轮速度；以及
当所述涡轮增压器速度信号指示涡轮增压器速度小于所述阈值涡轮增压器速度和所述飞轮速度信号指示飞轮速度大于所述阈值飞轮速度时，命令所述飞轮离合器到接合位置。
7.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中，所述飞轮壳体与所述涡轮增压器壳体分离并分开。
8.一种运转涡轮增压器的方法，包括：
引导排气流从发动机穿过涡轮，从而旋转所述涡轮；
将压缩机机械地联接到所述涡轮，从而所述压缩机随着所述涡轮旋转并形成所述涡轮增压器，所述压缩机设置在进气口内和能够接收来自大气的空气并向所述发动机提供压缩空气；
提供能够旋转的飞轮；
确定实际的涡轮增压器速度；
确定实际的飞轮速度；以及
基于所述实际的涡轮增压器速度和所述实际的飞轮速度将所述飞轮选择性地机械联接到所述涡轮增压器。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述涡轮增压器设置在涡轮增压器壳体内，以及其中，所述飞轮设置在飞轮壳体内，该飞轮壳体与所述涡轮增压器壳体分离并分开。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括确定阈值涡轮增压器速度和确定阈值飞轮速度，以及其中，当所述实际涡轮增压器速度大于所述阈值涡轮增压器速度和所述实际飞轮速度小于所述阈值飞轮速度时，所述飞轮选择性地机械联接到所述涡轮增压器。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括确定阈值涡轮增压器速度和确定阈值飞轮速度，以及其中，当所述实际涡轮增压器速度小于所述阈值涡轮增压器速度和所述实际飞轮速度大于所述阈值飞轮速度时，所述飞轮选择性地机械联接到所述涡轮增压器。
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