CN105756775A - 一种车用增压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用增压装置，包括：涡轮增压器（1），其包括压缩机（11）、涡轮机（12）以及将所述压缩机（11）和所述涡轮机（12）同轴连接的传动装置（13）；电机（2），其包括转子（21），所述转子（21）通过第一超越离合器（3）与所述涡轮增压器（1）的传动装置（13）驱动连接；该车用增压装置具有结构简单，设计合理，使用方便，成本低廉等优点，能够消除以往发动机低速区域的动力不足，以及涡轮增压器的增压迟滞问题，发动机的动力强劲，响应随传随到，提高驾驶舒适度。

Description

一种车用增压装置

技术领域

本发明涉及增压器，特别提供了一种车用增压装置。

背景技术

传统涡轮增压器主要由涡轮机和压缩机两部分组成，二者之间通过一根传动轴连接。涡轮机的进气口与发动机排气歧管相连，排气口与排气管相连；压缩机的进气口与进气管相连，排气口则接在进气歧管上。发动机排出的废气冲击涡轮高速转动，从而带动同轴的压缩机叶轮叶轮高速转动，强制地将增压后的空气压送到气缸中。

涡轮增压的原理是，利用排出废气的能量冲击排气管道中的涡轮叶片转动，同时带动同轴进气管道的压缩机叶轮旋转，压缩机使进气增压后压送到进气歧管至各气缸，从而提高发动机功率。

传统涡轮增压器在发动机怠速及较低转速时，由于排出的废气较少，不足以带动涡轮运转，因此涡轮机不工作，此时为负压进气。只有发动机达到一定转速后，废气压力才足以将涡轮带动，此时，涡轮增压器才开始发挥功效，转变为正压进气。发动机低转速时涡轮增压器不介入，是进气系统的累赘，影响发动机的整体性能。一般涡轮增压发动机的涡轮介入时间较晚，发动机的动力输出曲线不平顺，使驾驶者操控起来也不舒服。

传统的涡轮增压器存在：发动机在低转速区域的动力不足，涡轮增压器的增压迟滞问题。

因此，如何解决上述问题，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种车用增压装置，以至少解决以往发动机在低转速区域的动力不足，以及涡轮增压器的增压迟滞问题。

本发明提供的技术方案，具体为，一种车用增压装置，其特征在于，包括：

涡轮增压器1，其包括压缩机11、涡轮机12以及将所述压缩机11和所述涡轮机12同轴心连接的传动装置13；

电机2，其包括转子21，所述转子21通过第一超越离合器3与所述涡轮增压器1的传动装置13驱动连接。

优选，所述传动装置13包括：

第一传动轴131，其一端传动插设于所述压缩机11内，另一端设置有U形连接凹槽；

第二超越离合器132，其安装于所述第一传动轴131的U形连接凹槽内；

第二传动轴133，其一端端部插设于所述第二超越离合器132中，与所述第一传动轴131传动连接，另一端传动插设于所述涡轮机12中。

进一步优选，所述电机2安装于所述涡轮增压器1的内部，位于所述压缩机11与所述涡轮机12之间，且所述电机2的转子21套装于所述传动装置13上，所述转子21至少有一端通过第一超越离合器3与所述传动装置13驱动连接。

进一步优选，所述转子21通过第一超越离合器3套装于所述第一传动轴131的U形连接凹槽外周，与所述第一传动轴131驱动连接。

进一步优选，所述车用增压装置，还包括：隔热板4，其套装于所述传动装置13上，位于所述电机2和所述涡轮机12之间。

进一步优选，所述电机2安装于所述涡轮增压器1的外部，所述电机2的转子21输出端通过第一超越离合器3与所述传动装置13靠近压缩机11的端部传动连接。

进一步优选，所述电机2的转子21输出端设置有U形连接凹槽，所述第一超越离合器3安装于所述转子21输出端的U形连接凹槽内，所述传动装置13的端部插设于所述第一超越离合器3内。

进一步优选，所述车用增压装置，还包括：隔热板4，其套装于所述传动装置13上，位于所述涡轮机12的内侧。

本发明提供的车用增压装置，通过在传统涡轮增压器的基础上增加了电机，相当于产生两个增压器，一个是由电机带动压缩机的运转的电动增压器，另一个是由废气推动涡轮机带动压缩机运转的废气涡轮增压器，通过第一超越离合器的巧妙运用，可实现汽车发动机由低速到高速运转时，对应增压装置由电动增压到废气涡轮增压的自动切换，让发动机在低速启动时就可以得到足够的增压空气，解决发动机在低速区域的动力不足，以及废气涡轮增压器的增压迟滞问题，让发动机动力更强劲，使发动机具有平滑的动力输出曲线，提高驾驶者操控时的舒适度，而当发动机高速运转时，涡轮机在废气的推动下，连通传动装置转速到达阈值后，第一超越离合器可自动将电机的转子与传动装置断开，减少传动负载，提高工作效率。

本发明提供的车用增压装置，具有结构简单，设计合理，使用方便，成本低廉等优点，能够消除以往发动机低速区域的动力不足，以及废气涡轮增压器的增压迟滞问题，发动机的动力强劲，响应随传随到，提高驾驶舒适度。

附图说明

图1为电机内置的车用增压装置结构示意图；

图2为电机外置的车用增压装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施方案对本发明进行进一步解释，但是并不用于限制本发明的保护范围。

为了解决以往发动机低速区域的动力不足，以及废气涡轮增压器的增压迟滞的问题。本实施方案提供了一种车用增压装置，其主要的改进在于在以往的废气涡轮增压器的基础上增加了电机，实现将电动增压和废气涡轮增压两者有机结合到一起，其具体可以分别电机内置和电机外置两种结构，下面以两个具体的实施方案对本发明中的车用增压装置进行详细的说明。

实施方案一：电机内置

参见图1，为电机内置类车用增压装置的结构示意图，包括：涡轮增压器1和设置于涡轮增压器1内部的电机2，其中，涡轮增压器1具体包括：压缩机11和涡轮机12，且压缩机11和涡轮机12之间通过传动装置13同轴心传动连接，在传动装置13的外部套装有机芯壳14，该机芯壳14的一端与压缩机11固定连接，另一端固定连接有隔热板4，该隔热板4位于涡轮机12和电机2之间，且隔热板4靠近电机2的一侧设置有向机芯壳14内部插入的凸起，该凸起与传动装置13通过轴承5转动连接；其中，压缩机11包括压缩机壳体和压缩机叶轮，涡轮机包括涡轮机壳体和涡轮机叶轮，而图1中压缩机壳体和涡轮机壳体均未示出。电机2整体位于机芯壳14内部，该电机2包括转子21，转子21前端通过第一超越离合器3与传动装置13传动连接，后端通过轴承5与隔热板4的凸起转动连接，在转子21的外部套装有定子22，在定子22上缠绕有线圈23。

该车用增压装置的具体工作过程为：将增压装置中涡轮机的进气口与发动机排气歧管相连，涡轮机的排气口与排气管相连，压缩机的进气口与进气管相连，压缩机的排气口接在进气歧管上。低转速情况下，电机通电，车用增压装置电动增压，具体为：线圈23通电，定子22内产生旋转磁场，转子21在旋转磁场的作用下进行旋转，此时，第一超越离合器3锁死，转子21带动传动装置13转动，通过传动装置13的传动，带动压缩机11进行转动，进而进行空气的压缩，解决了发动机的低扭乏力问题，实现发动机在低速区域时仍有充足的增压空气。随着发动机转速的提升，会产生大量废气推动涡轮机12旋转，当涡轮机12的转速到达阈值后，停止为电机2进行供电，第一超越离合器3断开，电机2的转子21与传动装置13分离，由涡轮机带动压缩机进行空气增压。

该车用增压装置，可根据发动机的实际工况进行相应的工作，低速时，电机驱动压缩机工作提供增压空气，发动机转速上升到阈值时，废气驱动涡轮机带动压缩机工作，同时电机停止工作，两种增压方式协调工作，让发动机拥有充足的空气，发挥发动机最大的功效，通过该车用增压装置的使用，可实现发动机在整个工作过程中均为正压进气，避免涡轮增压器中的增压迟滞问题出现。

其中，传动装置13优选是有传动轴，同时该传动轴可以既可以选用一体式结构，也可以采用分体式结构，较为优选为采用分体式结构，具体可参见图1，传动装置13为分体式的传动轴，具体包括第一传动轴131，第二超越离合器132和第二传动轴133，其中，第一传动轴131一端传动插设于压缩机11内，另一端设置有U形连接凹槽，第二超越离合器132安装在第一传动轴的U形连接凹槽内，第二传动轴133一端端部插设于第二超越离合器132中，与第一传动轴131传动连接，另一端传动插设于涡轮机12内，电机2的转子21通过第一超越离合器3套装于第一传动轴131的U形连接凹槽外周，与第一传动轴131驱动连接，且第二超越离合器132与第一超越离合器3反向安装。

通过上述结构设计后，电机2通电启动后，仅带动第一传动轴131以及与第一传动轴131连接的压缩机11转动工作，只有当产生的废气驱动涡轮机和第二传动轴133转动到达阈值时，第二超越离合器132才锁死，第一传动轴131和第二传动轴133连接成为一条传动轴，而此时电机2中的转子21已通过第一超越离合器3与第一传动轴131断开，通过该分体结构的设计，可以有效减少电机2驱动压缩机11进行空气压缩时的负载，提高工作效率，降低能量消耗。

实施方案二：电机外置

参见图2，为电机外置类车用增压装置的结构示意图，包括：涡轮增压器1和电机2，其中，涡轮增压器1具体包括：压缩机11和涡轮机12，且压缩机11和涡轮机12之间通过传动装置13同轴心传动连接，在传动装置13的外部套装有机芯壳14，该机芯壳14的一端与压缩机11固定连接，另一端固定连接有隔热板4，该隔热板4位于涡轮机12的内侧，且隔热板4远离涡轮机12的一侧设置有向机芯壳14内部插入的凸起，该凸起与传动装置13通过轴承5转动连接；其中，压缩机11包括压缩机壳体和压缩机叶轮，涡轮机包括涡轮机壳体和涡轮机叶轮，而图2中压缩机壳体和涡轮机壳体均未示出。电机2整体位于机芯壳14外部，该电机2包括转子21，转子21输出端设置有U形连接凹槽，在U形连接凹槽内安装有第一超越离合器3，涡轮增压器1中的传动装置13靠近压缩机11的端部插设于第一超越离合器3内，在转子21的外部套装有定子22，在定子22上缠绕有线圈23，在定子22和线圈23的外部套装有电机壳体24，电机壳体24与转子21的输出端通过轴承5转动连接。

该电机外置的车用增压装置的工作过程与电机内置的车用增压装置的工作过程相似，在此就不再赘述。

与电机内置的车用增压装置一样，传动装置13优选是有传动轴，同时该传动轴可以既可以选用一体式结构，也可以采用分体式结构，较为优选为采用分体式结构，具体可参见图2，传动装置13为分体式的传动轴，具体包括第一传动轴131，第二超越离合器132和第二传动轴133，其中，第一传动轴131一端传动穿过压缩机11与电机2的转子21输出端传动连接，且第一传动轴131与压缩机11之间通过轴承5支撑，另一端设置有U形连接凹槽，第二超越离合器132安装在第一传动轴的U形连接凹槽内，第二传动轴133一端端部插设于第二超越离合器132中，与第一传动轴131传动连接，另一端传动插设于涡轮机12内；其工作过程与电机内置时，分体式传动装置的工作过程一致，再次就不赘述，该分体结构也是能够有效减少电机2驱动压缩机11进行空气压缩时的负载，提高工作效率，降低能量消耗。

以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车用增压装置，其特征在于，包括：

涡轮增压器（1），其包括压缩机（11）、涡轮机（12）以及将所述压缩机（11）和所述涡轮机（12）同轴心连接的传动装置（13）；

电机（2），其包括转子（21），所述转子（21）通过第一超越离合器（3）与所述涡轮增压器（1）的传动装置（13）驱动连接。

2.按照权利要求1所述车用增压装置，其特征在于：所述传动装置（13）包括：

第一传动轴（131），其一端传动插设于所述压缩机（11）内，另一端设置有U形连接凹槽；

第二超越离合器（132），其安装于所述第一传动轴（131）的U形连接凹槽内；

第二传动轴（133），其一端端部插设于所述第二超越离合器（132）中，与所述第一传动轴（131）传动连接，另一端传动插设于所述涡轮机（12）中。

3.按照权利要求1或2所述车用增压装置，其特征在于：所述电机（2）安装于所述涡轮增压器（1）的内部，位于所述压缩机（11）与所述涡轮机（12）之间，且所述电机（2）的转子（21）套装于所述传动装置（13）上，所述转子（21）至少有一端通过第一超越离合器（3）与所述传动装置（13）驱动连接。

4.按照权利要求3所述车用增压装置，其特征在于：所述转子（21）通过第一超越离合器（3）套装于所述第一传动轴（131）的U形连接凹槽外周，与所述第一传动轴（131）驱动连接。

5.按照权利要求2~4任一所述车用增压装置，其特征在于，还包括：隔热板（4），其套装于所述传动装置（13）上，位于所述电机（2）和所述涡轮机（12）之间。

6.按照权利要求1或2所述车用增压装置，其特征在于：所述电机（2）安装于所述涡轮增压器（1）的外部，所述电机（2）的转子（21）输出端通过第一超越离合器（3）与所述传动装置（13）靠近压缩机（11）的端部传动连接。

7.按照权利要求6所述车用增压装置，其特征在于：所述电机（2）的转子（21）输出端设置有U形连接凹槽，所述第一超越离合器（3）安装于所述转子（21）输出端的U形连接凹槽内，所述传动装置（13）的端部插设于所述第一超越离合器（3）内。

8.按照权利要求6或7所述车用增压装置，其特征在于，还包括：隔热板（4），其套装于所述传动装置（13）上，位于所述涡轮机（12）的内侧。