CN103850781B - 增压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压器，增压器与发动机相连，发动机具有进气口和排气口。其中，增压器包括：涡壳、涡轮、压壳、压轮、传动壳、主动轮和从动轮。涡壳具有涡壳进气口和涡壳出气口，涡壳进气口适于与排气口相连。涡轮设在涡壳内。压壳具有压壳进气口和压壳出气口，压壳出气口适于与进气口相连。压轮设在压壳内。传动壳设在涡壳和压壳之间，传动壳内填充有工作液。主动轮设在传动壳内且与涡轮连接。从动轮设在传动壳内且与压轮连接。根据本发明的增压器，可消除冲击和振动，实现过载保护，起动性能良好，散热能力提高，不易损坏，使用寿命长。同时，可扩大增压器的转速范围以及应用范围，降低增压器选配难度。

Description

增压器

技术领域

本发明涉及增压器技术领域。

背景技术

增压器与发动机的良好匹配，可使发动机获得良好的性能。

相关技术中公开的一些增压器在高转速或高温情况下，传递轴容易断裂，增压器使用寿命较短，影响发动机的使用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明的一个目的在于提供一种增压器，该增压器的传动轴不易断裂，且增压器适用的发动机范围更广，使增压器的选配更加容易。

根据本发明实施例的增压器，所述增压器与发动机相连，所述发动机具有进气口和排气口，其中，增压器包括：涡壳，所述涡壳具有涡壳进气口和涡壳出气口，所述涡壳进气口适于与所述排气口相连；涡轮，所述涡轮设在所述涡壳内；压壳，所述压壳具有压壳进气口和压壳出气口，所述压壳出气口适于与所述进气口相连；压轮，所述压轮设在所述压壳内；传动壳，所述传动壳设在所述涡壳和所述压壳之间，所述传动壳内填充有工作液；主动轮，所述主动轮设在所述传动壳内且通过第一传动轴与所述涡轮连接；从动轮，所述从动轮设在所述传动壳内且通过第二传动轴与所述压轮连接，所述从动轮与所述主动轮间隔设置。

根据本发明实施例的增压器，通过设有传动壳、主动轮和从动轮，且传动壳内填充有工作液，使得增压器的涡轮和压轮之间为液力传动，从而消除冲击和振动，同时实现过载保护、起动性能良好的功能，且适应的转速范围更广，进而提高与增压器连接的发动机的经济性、动力性、可靠性、高原工作能力等性能。又由于传动壳内填充有工作液，从而提高增压器的散热能力。由于增压器具有过载保护功能及提高的散热能力，从而避免增压器损坏，尤其可避免第一传动轴和第二传动轴的断裂，进而延长增压器的使用寿命。同时，可扩大增压器的应用范围，降低增压器选配难度。

另外，根据本发明的增压器可具有如下附加技术特征：

在本发明的一些实施例中，增压器还包括离合器，所述离合器分别与所述主动轮和所述从动轮相连。从而在避免增压器因载荷过大导致损坏的前提下，减少增压器的能量损耗，提高增压器的传动效率，进而提高汽车正常行驶时的燃油经济性。

进一步地，增压器还包括制动器，所述制动器外套在所述第一传动轴上，且所述制动器在与所述主动轮配合以降低所述主动轮的转速的配合位置和与所述主动轮脱离配合的释放位置之间可移动。从而避免增压器的超速现象，进而提高增压器的机械传动的控制程度，适应发动机的空气需求量的动态变化，同时降低噪声，减少润滑油的损耗。

更进一步地，增压器还包括控制器，所述控制器分别与所述离合器和所述制动器相连以分别控制所述离合器和所述制动器的运行状态。

在本发明的一个具体实施例中，所述传动壳和所述压壳分别为两个，两个所述传动壳分别设在所述涡壳的相对侧壁上，每个所述传动壳内均设有所述主动轮和所述从动轮，两个所述压壳分别与相应的所述传动壳相连，每个所述压壳内均设有所述压轮。

可选地，所述工作液为自动变速器油。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的增压器的结构示意图；

图2是根据本发明的另一个实施例的增压器的结构示意图；

图3是根据本发明的又一个实施例的增压器的结构示意图。

附图标记：

增压器100、

涡壳1、涡壳进气口11、涡壳出气口12、涡轮13、

压壳2、压壳进气口21、压壳出气口22、压轮23、

传动壳4、主动轮41、第一传动轴42、从动轮43、第二传动轴44、工作液45、

离合器5、制动器6、

控制器7、控制模块71、执行模块72、

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的增压器100，增压器100与发动机相连，发动机具有进气口和排气口。下面均以发动机为汽车发动机为例进行说明，此时，增压器100也为用于汽车的增压器，增压器100分别与发动机和汽车的排气系统相连。当然，本领域内普通技术人员可以理解的是，发动机也可以为其他交通工具或工程机械的发动机，因此，增压器100的使用场合也不限于汽车，在此将不再详细描述。

根据本发明实施例的增压器100，如图2所示，包括：涡壳1、涡轮13、压壳2、压轮23、传动壳4、主动轮41和从动轮43。

其中，涡壳1具有涡壳进气口11和涡壳出气口12，涡壳进气口11适于与发动机的排气口相连以向涡壳1内通入发动机的废气，涡壳出气口12适于与汽车的排气系统相连以将涡壳1内的废气排出。涡轮13设在涡壳1内，发动机排出的废气进入涡壳1后，以一定方向和速度流向涡轮13，从而使涡轮13高速旋转。其中，涡壳1及涡轮13可分别采用现有技术中公开的增压器的涡壳及涡轮的结构，这里不再详细描述。

压壳2具有压壳进气口21和压壳出气口22，外界的新鲜空气通过压壳进气口21进入到压壳2内，压壳出气口22适于与发动机的进气口相连。压轮23设在压壳2内，压轮23旋转时可吸入新鲜空气然后将新鲜空气通过压壳出气口22压入到发动机内。其中，压壳2及压轮23可分别采用现有技术中公开的增压器中的压壳及压轮的结构，压轮的具体工作原理已为本领域普通技术人员所熟知，这里不再详细描述。

传动壳4设在涡壳1和压壳2之间，主动轮41和从动轮43均设在传动壳4内，且主动轮41与从动轮43间隔设置。主动轮41通过第一传动轴42与涡轮13连接，从而使得主动轮41与涡轮13同步旋转。从动轮43通过第二传动轴44与压轮23连接，从而使得从动轮43与压轮23同步旋转。

传动壳4内填充有工作液45，可选地，工作液45为自动变速器油（简称ATF油），当然，工作液45的类型不限于此，工作液45还可为其他类型的油液或者水等。

这里，传动壳4、主动轮41和从动轮43的结构可采用现有技术中公开的液力变矩器的相应结构，其中，传动壳4可采用变矩器壳的结构，主动轮41可采用变矩器的涡轮结构，从动轮43可采用变矩器的泵轮结构。

综上所述，在图1-图3中箭头A所示的方向上，增压器100的外壳部分依次为：涡壳1、传动壳4和压壳2，增压器100的内部的传动部件依次为：涡轮13、第一传动轴42、主动轮41、从动轮43、第二传动轴44和压轮23，其中，主动轮41与从动轮43之间通过工作液45间接连接。

增压器100的工作过程为：发动机的废气依次通过发动机的排气口、涡壳进气口11排入涡壳1内，废气推动涡轮13转动后从涡壳出气口12排出，涡轮13通过第一传动轴42带动主动轮41旋转，主动轮41通过工作液45的液力传动带动从动轮43旋转，从动轮43通过第二传动轴44带动压轮23旋转，旋转的压轮23吸入外界空气后经压壳出气口22、发动机的进气口压入发动机。

下面以一个具体示例对主动轮41和从动轮43之间的液力传动原理进行详细的描述。

在本发明的一个具体示例中，主动轮41包括环状壳体和多个叶片，多个叶片沿环状壳体的周向均匀分布，从动轮43的结构与主动轮41大体相同。由于传动壳4内填充有工作液45，而主动轮41和从动轮43均设在传动壳4内，因此主动轮41和从动轮43分别被工作液45包裹，主动轮41和从动轮43的叶片内均贮有工作液45。

当主动轮41旋转时，工作液45被主动轮41的叶片带动一起旋转。在离心作用力的作用下，工作液45从主动轮41的叶片内缘向外缘流动，因此主动轮41的叶片外缘液压比内缘液压高。其中，叶片外缘的液压由叶片半径和转速决定。主动轮41和从动轮43的半径相等，当主动轮41的转速大于从动轮43的转速时，主动轮41的叶片外缘液压大于从动轮43的叶片外缘液压，此时，具有压差的工作液45推动从动轮43旋转。

换言之，主动轮41将自身的机械能传递至工作液45，使工作液45的能量提高，然后再由工作液45将能量传递至从动轮43，以转化为从动轮43的机械能。从而使得主动轮41和从动轮43通过液力传动来传递扭矩，且主动轮41和从动轮43之间不存在刚性联接。由此，可消除冲击和振动，主动轮41与从动轮43之间可存在转速差，且当从动轮43的载荷增加时，从动轮43的转速减低，此时主动轮41与从动轮43之间的转速差可随之增大，从而达到过载保护的功能，使得增压器100起动性能良好，进而避免增压器100损坏，尤其可避免第一传动轴42和第二传动轴44的断裂。

由于传动壳4内填充有工作液45，使得增压器100的散热能力更强。由于增压器100具有了过载保护的功能，从而使得增压器100可适应的转速范围更广，进而可使与之连接的发动机的经济性、动力性、可靠性、高原工作能力等性能方面得以较大幅度的提高，以更好地满足用户的要求。同时，增压器100可适应的发动机类型更多，降低了用户为各种类型的发动机选配增压器的难度。

根据本发明实施例的增压器100，通过设有传动壳4、主动轮41和从动轮43，且传动壳4内填充有工作液45，使得增压器100的涡轮13和压轮23之间为液力传动，从而消除冲击和振动，同时实现过载保护、起动性能良好的功能，且适应的转速范围更广，进而提高与增压器100连接的发动机的经济性、动力性、可靠性、高原工作能力等性能。又由于传动壳4内填充有工作液45，从而提高增压器100的散热能力。由于增压器100具有过载保护功能及提高的散热能力，从而避免增压器100损坏，尤其可避免第一传动轴42和第二传动轴44的断裂，进而延长增压器100的使用寿命。同时，可扩大增压器100的应用范围，降低增压器100的选配难度。

在本发明的一些实施例中，增压器100还包括离合器5，离合器5分别与主动轮41和从动轮43相连。由此，可实现增压器100的双相驱动，也就是说，涡轮13与压轮23之间既可实现非刚性联接的液力传动，也可实现刚性联接的机械传动。

具体而言，在发动机起动阶段及怠速运行阶段，离合器5分离，此时，主动轮41与从动轮43之间为液力传动，从而避免增压器100因载荷过大导致损坏。当发动机运行一段时间使得从动轮43的转速上升至与主动轮41转速接近时，离合器5锁止，此时主动轮41与从动轮43之间为刚性联接，从而减少增压器100的能量损耗，提高增压器100的传动效率，进而提高汽车正常行驶时的燃油经济性。

这里，离合器5可采用现有技术中公开的液力变矩器内的离合器的结构，离合器的工作原理已为本领域普通技术人员所熟知，这里不再详细描述。

进一步地，增压器100还可包括制动器6以降低压轮23的转速，从而避免增压器100的超速现象，进而提高增压器100的机械传动的控制程度。

这里，增压器100的超速现象指的是，在发动机排出废气量减少时，涡轮13由于惯性作用而仍高速旋转，使得涡轮13带动压轮23高速旋转。

需要说明的是，在通常情况下，当发动机排出的废气量减少时，发动机所需的新鲜空气量也随之减少，但是由于压轮23仍高速旋转，导致压轮23压入发动机的新鲜空气量过多，使得增压器100无法适应发动机的空气需求量的动态变化。

而且，发动机上设有气门，气门设在进气口上以打开或关闭进气口。当发动机内充入的新鲜空气量达到需要的量时，气门关闭，此时多余的新鲜空气受到气门的阻碍而流回压壳2内，导致气流紊乱并产生噪声。另外，第二传动轴44与压壳2之间涂有润滑油，在第二传动轴44旋转时，润滑油随之流动形成油膜，当压壳2内气流紊乱时，气流冲击油膜导致润滑油飞溅、损耗。

因此，制动器6的设置可减缓上述问题。

在本发明的一些具体实施例中，制动器6外套在第一传动轴42上，制动器6在第一传动轴42上可具有配合位置和释放位置。在配合位置时，制动器6与主动轮41配合，从而增加主动轮41的摩擦阻力以降低主动轮41的转速，在释放位置时，制动器6与主动轮41脱离配合。

在本发明的一个具体示例中，制动器6包括油缸、活塞和摩擦件，其中，油缸与传动壳4固定连接，活塞与油缸相连，且油缸内的油液可推动活塞沿第一传动轴42的轴向方向移动，摩擦件与活塞相连，且摩擦件位于活塞和主动轮41之间。在配合位置时，活塞带动摩擦件朝向主动轮41移动，摩擦件与主动轮41接触产生摩擦，主动轮41转速下降。在释放位置时，活塞向远离主动轮41的方向移动，此时，摩擦件与主动轮41脱离配合。

可选地，摩擦件为环形的摩擦片，摩擦片外套在第一传动轴42上，且沿着第一传动轴的周向方向上，摩擦件与主动轮41之间的摩擦力均匀，从而使得主动轮41受力均衡，进而减小振动，降低噪声，延长第一传动轴42及主动轮41的使用寿命。

当然，本发明的制动器6的结构及安装位置不限于此，只要能够根据发动机实际需求降低压轮23的转速即可。

更进一步地，如图1和图3所示，增压器100还包括控制器7，控制器7分别与离合器5和制动器6相连，以分别控制离合器5和制动器6的运行状态。

在本发明的一个具体示例中，控制器7包括控制模块71和执行模块72，其中，控制模块71与发动机控制器7相连，以获得发动机的运行状态，并根据发动机的运行状态分析、计算出增压器100的运行参数。执行模块72与控制模块71电连接，执行模块72分别与离合器5和制动器6相连，执行模块72根据控制模块71计算出的运行参数控制离合器5和制动器6的动作。

具体地，执行模块72可为电磁控制阀，执行模块72与制动器6的油缸相连以控制制动器6的活塞的移动，从而控制主动轮41的转速。

进一步地，控制器7还可包括转速测量计，转速测量计用于测量第一传动轴42和第二传动轴44的转速，转速测量计与控制模块71相连，控制模块71根据转速测量计的测量值及发动机的运行状态计算出离合器5的理想的运行参数。其中离合器5的控制部分为操纵油缸，执行模块72与离合器5的操纵油缸相连，从而控制离合器5的分离与锁止。

当然，本发明实施例的控制器7的结构不限于此，只要能够有效控制离合器5及制动器6即可，这里不作具体限定。

需要说明的是，增压器100可具有多种结构形式，以满足不同类型的发动机的需求。

在本发明的一个具体示例中，如图1所示，增压器100的涡壳1、传动壳4和压壳2仅为一个，涡轮13及压轮23也均为一个，此时，发动机的所有进气口可均与该增压器100的压壳出气口22相连，发动机的所有排气口可均与涡壳进气口11相连。

在本发明的另一个具体示例中，如图2所示，增压器100内涡壳1为一个，涡轮13也为一个，传动壳4和压壳2分别为两个，两个传动壳4分别设在涡壳1的相对侧壁上，每个传动壳4内均设有主动轮41和从动轮43，两个压壳2分别与相应的传动壳4相连，每个压壳2内均设有压轮23。此时，发动机的进气口可根据增压器100的位置，分别与相应的压壳出气口22相连，发动机的所有排气口可均与涡壳进气口11相连。

在本发明的又一个具体实施例中，如图3所示，增压器100内涡壳1、传动壳4和压壳2分别为两个，其中两个涡壳1并联连接，每个涡壳1内分别设有一个涡轮13。两个传动壳4分别设在相应涡壳1的远离彼此的侧壁上，每个传动壳4内均设有主动轮41和从动轮43，两个压壳2分别与相应的传动壳4相连，每个压壳2内均设有压轮23。此时，发动机的进气口可根据增压器100的位置，分别与相应的压壳出气口22相连，发动机的排气口也可根据增压器100的位置，分别与相应的涡壳进气口11相连。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种增压器，所述增压器与发动机相连，所述发动机具有进气口和排气口，其特征在于，所述增压器包括：

涡壳，所述涡壳具有涡壳进气口和涡壳出气口，所述涡壳进气口适于与所述排气口相连；

涡轮，所述涡轮设在所述涡壳内；

压壳，所述压壳具有压壳进气口和压壳出气口，所述压壳出气口适于与所述发动机的进气口相连；

压轮，所述压轮设在所述压壳内；

传动壳，所述传动壳设在所述涡壳和所述压壳之间，所述传动壳内填充有工作液；

主动轮，所述主动轮设在所述传动壳内且通过第一传动轴与所述涡轮连接；

从动轮，所述从动轮设在所述传动壳内且通过第二传动轴与所述压轮连接，所述从动轮与所述主动轮间隔设置。

2.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，还包括离合器，所述离合器分别与所述主动轮和所述从动轮相连。

3.根据权利要求2所述的增压器，其特征在于，还包括制动器，所述制动器外套在所述第一传动轴上，且所述制动器在与所述主动轮配合以降低所述主动轮的转速的配合位置和与所述主动轮脱离配合的释放位置之间可移动。

4.根据权利要求3所述的增压器，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述离合器和所述制动器相连以分别控制所述离合器和所述制动器的运行状态。

5.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，所述传动壳和所述压壳分别为两个，两个所述传动壳分别设在所述涡壳的相对侧壁上，每个所述传动壳内均设有所述主动轮和所述从动轮，两个所述压壳分别与相应的所述传动壳相连，每个所述压壳内均设有所述压轮。

6.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，所述工作液为自动变速器油。