CN108119229A - 涡轮增压器组件和发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器组件和发动机，所述涡轮增压器组件包括：涡轮、叶轮、第一轴和第二轴，所述第一轴与所述涡轮和所述叶轮中的一个相连，所述第二轴与所述涡轮和所述叶轮中的另一个相连，所述第一轴与所述第二轴可选择性地接合。本发明实施例的涡轮增压器组件，可以根据实际工况选择性地执行增压，可以优化排气系统，涡轮增压器组件的工作模式可调，且在切换工作模式过程中的噪音小，有助于提升整车的NVH性能。

Description

涡轮增压器组件和发动机
技术领域
本发明属于车辆的进气系统技术领域，具体而言，涉及一种涡轮增压器组件和具有该涡轮增压器组件的发动机。
背景技术
为了增大发动机产生的功率，涡轮增压器广泛应用于动力系统。车辆运转过程中，如果排气量太大，涡轮转速太高，产生的压缩空气压力太高，反而对于提高发动机扭矩及转速没有太大帮助，并且有时排气压力太高，不利于发动机运转，就需要排气端泄压。相关技术中，通过采用废气旁通阀来解决上述问题，但是废气旁通阀的开闭容易导致进入排气的气流出现突变，引起窜震问题，导致噪声问题，影响整车的NVH性能，导致驾驶中出现异响，存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种工作模式可调且噪音小的涡轮增压器组件。
本发明的另一个目的在于提出一种具有上述涡轮增压器组件的发动机。
根据本发明第一方面实施例的涡轮增压器组件，包括：涡轮、叶轮、第一轴和第二轴，所述第一轴与所述涡轮和所述叶轮中的一个相连，所述第二轴与所述涡轮和所述叶轮中的另一个相连，所述第一轴与所述第二轴可选择性地接合。
根据本发明第一方面实施例的涡轮增压器组件，可以根据实际工况选择性地执行增压，可以优化排气系统，涡轮增压器组件的工作模式可调，且在切换工作模式过程中的噪音小，有助于提升整车的NVH性能。
另外，根据本发明上述实施例的涡轮增压器组件还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些优选的实施例中，所述第一轴和所述第二轴在彼此相对的轴端面上分别设有第一摩擦片和第二摩擦片，所述第一摩擦片和所述第二摩擦片可选择性地接合。
在本发明的一些可选的实施例中，所述第一轴和所述第二轴通过离合器或同步器中的至少一个可选择性地接合。
具体地，所述第一轴和所述第二轴通过同步器可选择性地接合，所述同步器包括：第一滑毂，所述第一滑毂与所述第一轴固定连接；第二滑毂，所述第二滑毂与所述第二轴固定连接；滑套，所述滑套套设在所述第一滑毂外，且可选择性与所述第二滑毂连接。
在本发明的一些优选的实施例中，所述的涡轮增压器组件还包括：弹性件，所述第二轴上设有凸台，所述弹性件弹性连接在所述凸台与所述涡轮增压器的壳体之间；拨叉组件，所述拨叉组件可选择性地驱动所述凸台以使所述第一轴与所述第二轴可选择性地接合。
可选地，所述弹性件设在所述凸台的远离所述第一轴的一侧，且所述弹性件被压缩。
可选地，所述弹性件设在所述凸台的靠近所述第一轴的一侧，且所述弹性件被拉伸。
进一步地，所述的涡轮增压器组件，还包括：止推轴承，所述止推轴承的外圈安装在所述壳体上，所述止推轴承的内圈与所述第二轴固定连接，所述弹性件弹性连接在所述止推轴承的内圈与所述凸台之间。
进一步地，所述拨叉组件包括：套环，所述套环空套在所述第二轴外；推力轴承，所述推力轴承夹设在所述套环与所述凸台之间；拨叉，所述拨叉可选择性地拨动所述套环。
进一步地，所述推力轴承的内圈与所述第二轴固定连接且止抵所述凸台，所述推力轴承的外圈与所述套环相连。
根据本发明第二方面实施例的发动机，设置有如第一方面任一种所述的涡轮增压器组件。
所述发动机与上述的涡轮增压器组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
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是根据本发明实施例的涡轮增压器组件的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是根据本发明实施例的涡轮增压器组件控制进气压力的信号传递图；
图4是根据本发明实施例的涡轮增压器组件控制进气压力的原理图；
附图标记：
涡轮增压器组件100，壳体101，第一轴10，第一摩擦片11，第二轴20，第二摩擦片21，凸台22，涡轮30，叶轮40，弹性件50，止推轴承51，拨叉组件60，套环61，推力轴承62，拨叉63。
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
下面参照图1-图2详细描述根据本发明实施例的涡轮增压器组件100，如图1-图2所示，涡轮增压器组件100包括：涡轮30、叶轮40、第一轴10和第二轴20。
其中，第一轴10与涡轮30和叶轮40中的一个相连，第二轴20与涡轮30和叶轮40中的另一个相连，第一轴10与第二轴20可选择性地接合，为了方便描述，下面仅以第一轴10与涡轮30动力连接，第二轴20与叶轮40动力连接为例对本发明作进一步地说明，但并不意味排除第二轴20与涡轮30动力连接，第一轴10与叶轮40动力连接的实施例。
发动机排出的废气推动涡轮30转动，在第一轴10与第二轴20接合时，涡轮30将动力通过第一轴10、第二轴20传递给叶轮40，叶轮40压送由空气滤清器管道送来的空气，使进气被增压后进入气缸。
随着排气量的增加，涡轮30越转越快，进气压力越来越高，为了达到控制进气压力的目的，此时，第一轴10与第二轴20断开或者处于半结合状态，从而减小叶轮40的转速，降低进气压力，达到控制进气压力的目的。
参考图3，第一轴10与第二轴20的接合状态可以通过ECU控制，ECU接收大气压力传感器传递的信号、油门信号、增压压力传感器的信号等信息后，并根据这些信号来控制执行机构从而控制第一轴10与第二轴20的接合状态。需要指出的是，ECU控制执行机构工作所依据的进气压力并不是定值，而是根据具体整车使用时对控制策略进行标定得出。
具体地，参考图4，车辆刚开始启动时，第一轴10与第二轴20接合，进行增压工作，随着排气量增加，进气增压压力逐渐增大，根据增压压力传感器信号与大气压力信号，经过计算，确定增压，合理控制进气量，如果压力超出限值，则断开第一轴10与第二轴20，不再增压，经过调节保证进气量适度过量，但在一定范围内；如果收油门时，也会切断第一轴10与第二轴20的连接，防止进气气流撞击产生噪声。
根据本发明实施例的涡轮增压器组件100，可以根据实际工况选择性地执行增压，以优化排气系统，涡轮增压器组件100的工作模式可调，且在切换工作模式过程中的噪音小，有助于提升整车的NVH性能。
在本发明的一些优选的实施例中，参考图1，第一轴10和第二轴20在彼此相对的轴端面上分别设有第一摩擦片11和第二摩擦片21，也就是说，第一轴10在与第二轴20相对的轴端面上可以设有第一摩擦片11，第二轴20在与第一轴10相对的轴端面上可以设有第二摩擦片21，第一摩擦片11和第二摩擦片21可选择性地接合。
为了增加第一摩擦片11与第二摩擦片21之间的摩擦面的耐久性能，第一摩擦片11与第二摩擦片21可以采用耐磨及耐高温材料制成，第一摩擦片11与第二摩擦片21可以参考刹车片摩擦块的制作方式——钢丝绒、石棉以及陶瓷按照一定的配方制作完成，工作时摩擦面由贴紧到分开再到贴紧，以此控制叶轮40压缩的进气压力。
进一步地，第一摩擦片11与第二摩擦片21之间的摩擦面处可以增加冷却装置，比如可以设置喷射式冷却装置，以防止过热。
当然，第一轴10和第二轴20的接合方式不限于上述摩擦片的形式，第一轴10和第二轴20也通过离合器或同步器中的至少一个可选择性地接合。
在一些可选的实施例中，第一轴10和第二轴20的接合状态的改变可以通过调整离合器或同步器的离合状态来实现。具体地，第一轴和第二轴通过同步器可选择性地接合，同步器包括：第一滑毂、第二滑毂和滑套，第一滑毂与第一轴固定连接，第二滑毂与第二轴固定连接，滑套套设在第一滑毂外，滑套与第一滑毂动力耦合连接，比如滑套可以通过花键结构套设在第一滑毂外，且滑套可选择性与第二滑毂连接。滑套可以通过拨叉单元来驱动，拨叉单元可选择性地驱动滑套轴向移动以使滑套与第二滑毂可选择性地接合。
在本发明的一个具体的实施例中，涡轮增压器组件100还包括：弹性件50和拨叉组件60。
其中，参考图2，第二轴20上可以设有凸台22，优选地，凸台22可以为圆环形。弹性件50弹性连接在凸台22与涡轮30增压器的壳体101之间，在自然状态下，弹性件50的弹性力驱动第一轴10与第二轴20接合。弹性件50可以为螺旋弹簧，且螺旋弹簧套设在第二轴20外。
在图2所示的实施例中，弹性件50可以设在凸台22的远离第一轴10的一侧，且弹性件50被压缩，当然，弹性件50也可以设在凸台22的靠近第一轴10的一侧，且弹性件50被拉伸。弹性件50的弹力驱动凸台22带动第二轴20朝靠近第一轴10的方向运动，以使第一轴10与第二轴20常接合。
为了防止弹性件50与壳体101之间的摩擦，弹性件50与壳体101之间可以设有止推轴承51，止推轴承51的外圈安装在壳体101上，止推轴承51的内圈与第二轴20固定连接，弹性件50弹性连接在止推轴承51的内圈与凸台22之间。
参考图2，拨叉组件60可选择性地驱动凸台22以使第一轴10与第二轴20可选择性地接合。拨叉组件60包括：套环61、推力轴承62和拨叉63。
其中，套环61可以空套在第二轴20外，推力轴承62夹设在套环61与凸台22之间，以防止套环61与凸台22的摩擦，具体地，推力轴承62的内圈与第二轴20固定连接，且推力轴承62的内圈止抵凸台22，推力轴承62的外圈与套环61相连。
拨叉63可选择性地拨动套环61，图1和图2中箭头的方向即为拨叉63驱动套环61使第一轴10与第二轴20分离的方向，在进气压力过大时，拨叉63朝图中简图方向运动，压缩弹簧，使得第一轴10与第二轴20断开，起到泄压的作用。
可选地，拨叉63可以为电驱式，比如拨叉63可以通过电机驱动，电机通过继电器控制通断，ECU可以控制继电器的通断。
本发明还公开了一种发动机，本发明实施例的发动机，设置有上述任一种涡轮增压器组件100。
根据本发明实施例的发动机，进气控制容易，且整车的NVH性能好。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“轴向”、“径向”、“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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种涡轮增压器组件，其特征在于，包括：涡轮、叶轮、第一轴和第二轴，所述第一轴与所述涡轮和所述叶轮中的一个相连，所述第二轴与所述涡轮和所述叶轮中的另一个相连，所述第一轴与所述第二轴可选择性地接合。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器组件，其特征在于，所述第一轴和所述第二轴在彼此相对的轴端面上分别设有第一摩擦片和第二摩擦片，所述第一摩擦片和所述第二摩擦片可选择性地接合。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器组件，其特征在于，所述第一轴和所述第二轴通过离合器或同步器中的至少一个可选择性地接合。
4.根据权利要求3所述的涡轮增压器组件，其特征在于，所述第一轴和所述第二轴通过同步器可选择性地接合，所述同步器包括：
第一滑毂，所述第一滑毂与所述第一轴固定连接；
第二滑毂，所述第二滑毂与所述第二轴固定连接；
滑套，所述滑套套设在所述第一滑毂外，且可选择性与所述第二滑毂连接。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器组件，其特征在于，还包括：
弹性件，所述第二轴上设有凸台，所述弹性件弹性连接在所述凸台与所述涡轮增压器的壳体之间；
拨叉组件，所述拨叉组件可选择性地驱动所述凸台以使所述第一轴与所述第二轴可选择性地接合。
6.根据权利要求5所述的涡轮增压器组件，其特征在于，所述弹性件设在所述凸台的远离所述第一轴的一侧，且所述弹性件被压缩，或者所述弹性件设在所述凸台的靠近所述第一轴的一侧，且所述弹性件被拉伸。
7.根据权利要求6所述的涡轮增压器组件，其特征在于，还包括：
止推轴承，所述止推轴承的外圈安装在所述壳体上，所述止推轴承的内圈与所述第二轴固定连接，所述弹性件弹性连接在所述止推轴承的内圈与所述凸台之间。
8.根据权利要求6所述的涡轮增压器组件，其特征在于，所述拨叉组件包括：
套环，所述套环空套在所述第二轴外；
推力轴承，所述推力轴承夹设在所述套环与所述凸台之间；
拨叉，所述拨叉可选择性地拨动所述套环。
9.根据权利要求8所述的涡轮增压器组件，其特征在于，所述推力轴承的内圈与所述第二轴固定连接且止抵所述凸台，所述推力轴承的外圈与所述套环相连。
10.一种发动机，其特征在于，设置有如权利要求1-9中任一项所述的涡轮增压器组件。
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