CN110985199A - 一种基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于涵道‑气隙进气的电辅助涡轮增压器结构，主要构成为轴承座、具有大气隙的电机、具有涵道的压气机蜗壳、压气机叶轮、中间体和涡轮，所述电机主要由定子和转子构成，所述轴承座与压气机蜗壳进口段连接，所述电机转子前端装有轴承并与轴承座配合、后端与涡轮增压器转轴同轴连接，所述电机定子与压气机蜗壳进口段内壁过盈配合。本发明中电机安装于压气机进口前，通过涵道及气隙满足压气机进气需求，电机远离涡轮热源，有利于改善散热条件，提高电机工作可靠性，另外仅需对压气机蜗壳及涡轮转轴进行改动即可在传统涡轮增压器上加装电机，构成电辅助涡轮增压器。流经涵道和气隙的气流进一步解决电机散热问题。

Description

一种基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构

技术领域

本发明属于电辅助涡轮增压技术领域，尤其是涉及一种基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构。

背景技术

当代内燃机对低速转矩和瞬态响应性的要求不断提升，传统的涡轮增压技术正在向基于高速电机的电辅助增压技术发展。常见的电辅助增压器采用电机中置结构，整体结构紧凑，但缺点是对原有涡轮增压器轴承及润滑结构改动大，电机散热困难。因此需要一种电辅助涡轮增压器结构，使得传统涡轮增压器便于电动化改造，同时解决高速电机的散热问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构，将电机置于压气机进口前，通过压气机蜗壳进口段上的涵道、电机定子绕组间隙和定子与转子之间的气隙实现压气机的进气，该结构能在不影响涡轮端及中间体结构的前提下加装电机，实现电辅助增压。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于涵道-气隙进气的电辅助涡轮增压器结构，包括轴承座、电机转子、电机定子、压气机蜗壳、压气机叶轮、涡轮轴和中间体，所述轴承座的一端与压气机蜗壳的进口端连接，所述电机转子的前端通过轴承支撑于轴承座上，其后端与涡轮轴连接；所述压气机蜗壳的进口段具有内外双层管壁组成的涵道结构，所述电机定子与压气机蜗壳的进口段内层管壁的内壁过盈配合，所述电机转子与电机定子之间存在气隙；所述压气机蜗壳的另一端与中间体连接，所述压气机叶轮安装在涡轮轴上。

进一步的，所述电机转子与电机定子之间的气隙的宽度≥5mm。

进一步的，所述电机转子与涡轮轴共用一根轴。

进一步的，所述压气机蜗壳的内外双层管壁之间有加强筋支撑。

相对于现有技术，本发明所述的基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构具有以下优势：

(1)本发明所述的基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构，将电机置于压气机进口前，通过压气机蜗壳进口段上的涵道、电机定子绕组间隙和定子与转子之间的气隙实现压气机的进气，该结构能在不影响涡轮端及中间体结构的前提下加装电机，实现电辅助增压仅需在传统涡轮增压器基础上对压气机蜗壳及涡轮轴进行改动，即可安装高速电机实现电辅助涡轮增压。同时，本发明中电机远离涡轮热源，有利于改善散热条件，提高电机工作可靠性。

(2)本发明所述的基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构，是在折衷了电机功率密度、增压器流通能力以及电机散热条件等因素后提出的创新结构，由于涵道的存在，可适当减小气隙，不至于对电机功率密度造成太大影响，同时通过气隙和涵道两个进气通道，在不影响流通能力的前提下，尽量减小了增压器进气阻力，最后利用涵道及气隙中的气流实现对电机的定子及转子的强制冷却，可有效防止电机过热。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构示意图。

图2为本发明实施例所述的基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构的分解图。

图3为本发明实施例所述的压气机蜗壳结构示意图。

图4为本发明实施例所述的电机结构示意图。

附图标记说明：

1-轴承座；2-电机转子；3-电机定子；4-压气机蜗壳；5-压气机叶轮；6-涡轮轴；7-中间体；8-涵道结构；9-气隙。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“内”、“外”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构，如图1至图4所示，包括轴承座1、电机转子2、电机定子3、压气机蜗壳4、压气机叶轮5、涡轮轴6和中间体7，

所述轴承座1的一端与压气机蜗壳4的进口端连接，所述电机转子2的前端通过轴承支撑于轴承座1上，其后端与涡轮轴6连接；

所述压气机蜗壳4的进口段具有内外双层管壁组成的涵道结构8，所述电机定子3与压气机蜗壳4的进口段内层管壁的内壁过盈配合，所述电机转子2与电机定子3之间存在气隙9；

所述压气机蜗壳4的另一端与中间体7连接，所述压气机叶轮5通过螺纹安装在涡轮轴6上，并通过轴端螺母压紧安装在涡轮轴6上。

所述电机转子2与电机定子3之间的气隙9的宽度≥5mm，较大的气隙9，通过涵道结构8及气隙9满足压气机进气需求。

所述电机转子2与涡轮轴6共用一根轴。

所述压气机蜗壳4的内外双层管壁之间有加强筋支撑，增加结构的可靠性。

本发明基于涵道-气隙进气的电辅助增压器结构的工作原理为：

增压器运转时，气流经压气机蜗壳上的涵道及电机气隙流入压气机中，不影响压气机流通能力，同时气流可对电机定子及转子进行强制冷却。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (4)

1.一种基于涵道-气隙进气的电辅助涡轮增压器结构，其特征在于：包括轴承座(1)、电机转子(2)、电机定子(3)、压气机蜗壳(4)、压气机叶轮(5)、涡轮轴(6)和中间体(7)，

所述轴承座(1)的一端与压气机蜗壳(4)的进口端连接，所述电机转子(2)的前端通过轴承支撑于轴承座(1)上，其后端与涡轮轴(6)连接；

所述压气机蜗壳(4)的进口段具有内外双层管壁组成的涵道结构(8)，所述电机定子(3)与压气机蜗壳(4)的进口段内层管壁的内壁过盈配合，所述电机转子(2)与电机定子(3)之间存在气隙(9)；

所述压气机蜗壳(4)的另一端与中间体(7)连接，所述压气机叶轮(5)安装在涡轮轴(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于涵道-气隙进气的电辅助涡轮增压器结构，其特征在于：所述电机转子(2)与电机定子(3)之间的气隙(9)的宽度≥5mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于涵道-气隙进气的电辅助涡轮增压器结构，其特征在于：所述电机转子(2)与涡轮轴(6)共用一根轴。

4.根据权利要求1所述的一种基于涵道-气隙进气的电辅助涡轮增压器结构，其特征在于：所述压气机蜗壳(4)的内外双层管壁之间有加强筋支撑。

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