CN112412593A - 一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，包括蜗壳、驱动电机、尾气连接管以及充气连接管；蜗壳内设有废气蜗壳腔室和新鲜空气蜗壳腔室，废气蜗壳腔室内设有废气驱动叶轮，新鲜空气蜗壳腔室内设有新鲜空气压缩叶轮；废气驱动叶轮或新鲜空气压缩叶轮与驱动电机的驱动电机轴传动连接；新鲜空气压缩叶轮与废气驱动叶轮传动连接，从而通过驱动电机驱动废气驱动叶轮和新鲜空气压缩叶轮同步转动；尾气连接管与废气蜗壳腔室的进气口连通；充气连接管与新鲜空气蜗壳腔室的进气口连通；本发明提供的方案，可以为轮胎或气床/垫等设备充气，避免充气气压不足。

Description

一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置
技术领域
本发明属于汽车电动尾气充气技术领域，具体涉及一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置。
背景技术
汽车已经进入大众生活，休闲/商务出行途中随时都可能需要使用充气装置，比如充气床垫、轮胎（汽车/自行车）以及儿童玩具等；为满足旅途生活需求，汽车中往往需要一款可随车携带便于操纵的充气装置；现有市场上常见随车充气装置按驱动方式主要是电动（接12V电源驱动电机压缩空气），另一种是以汽车尾气充气装置；两种形式充气装置各有弊端；其中，电动充气装置充气压力低，尾气驱动充气装置受汽车排气系统的背压限制无法达到标准胎压要求（2.2-3.0 bar）；另外汽车双出排气尾管是串联式不可单边作为进气接口；类似相关排气管连接强度不足以保证充气泵进入压力，存在进气压力损失，会严重影响气泵效率。
基于上述充气装置中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，旨在解决现有充气装置充气气压不足、压力损失的问题之一。
本发明提供一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，包括蜗壳、驱动电机、尾气连接管以及充气连接管；蜗壳内设有废气蜗壳腔室和新鲜空气蜗壳腔室，废气蜗壳腔室内设有废气驱动叶轮，新鲜空气蜗壳腔室内设有新鲜空气压缩叶轮；
废气驱动叶轮与新鲜空气压缩叶轮传动连接；废气驱动叶轮与驱动电机的驱动电机轴传动连接，从而使废气驱动叶轮能够带动新鲜空气压缩叶轮同步转动；或者，
新鲜空气压缩叶轮与废气驱动叶轮传动连接，新鲜空气压缩叶轮与驱动电机的驱动电机轴传动连接，从而使新鲜空气压缩叶轮能够带动新鲜空气压缩叶轮同步转动；或者，
驱动电机分别与新鲜空气压缩叶轮和废气驱动叶轮传动连接，从而驱动新鲜空气压缩叶轮和废气驱动叶轮同时转动；
尾气连接管的一端与废气蜗壳腔室的进气口连通，尾气连接管的另一端用于连接汽车的排气管；充气连接管与新鲜空气蜗壳腔室的进气口连通。
进一步地，汽车的排气管的尾气通过尾气连接管进入废气蜗壳腔室内，并能够驱动废气驱动叶轮转动；废气蜗壳腔室和新鲜空气蜗壳腔室分别为独立的腔室；废气蜗壳腔室上还设有废气排出管，废气排出管的一端连接废气蜗壳腔室的出气口；新鲜空气蜗壳腔室上还设有进气口。
进一步地，新鲜空气压缩叶轮上设有单向超越离合器；新鲜空气压缩叶轮通过单向超越离合器与废气驱动叶轮同步连接，从而使新鲜空气压缩叶轮与废气驱动叶轮同步转动；或者，新鲜空气压缩叶轮通过单向超越离合器与驱动电机轴传动连接，从而使驱动电机轴能够单独驱动新鲜空气压缩叶轮转动。
进一步地，充气装置包括电控单元，电控单元与驱动电机电连接；电控单元根据设定的充气压力来控制驱动电机输出相匹配的驱动力。
进一步地，新鲜空气蜗壳腔室的进气口和出气口分别设有传感器，传感器与电控单元电连接；传感器分别用于检测新鲜空气蜗壳腔室的进气口和出气口的压力，并反馈至电控单元。
进一步地，电控单元设有电源接口，电源接口为12V电源接口。
进一步地，尾气连接管包括尾气接管和连接管，尾气接管的一端通过连接口与汽车的排气管连接，尾气接管的另一端与连接管的一端口连接；连接管的另一端口与废气蜗壳腔室的进气口连通。
进一步地，尾气接管包括左尾气接管和右尾气接管，左尾气接管的一端口、右尾气接管的一端口以及连接管的一端口通过三通接头连接；左尾气接管的另一端口用于连接汽车的左排气管，右尾气接管的另一端口用于连接汽车的右排气管。
进一步地，充气连接管包括高压气管、补胎液加注器以及充气连接头；充气连接头的一端与高压气管的一端连接，充气连接头的另一端用于连接轮胎的充气阀；补胎液加注器设置于高压气管上。
进一步地，充气连接管包括高压气管和充气连接头；充气连接头的一端与高压气管的一端连接，充气连接头的另一端用于直接连接待充气的部件。
本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置具有如下技术效果：
第一、本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，非尾气直接为轮胎充气，避免有害气体加速轮胎等部件老化、衰退；
第二、本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，尾气驱动气泵、可同时借助电机驱动气泵压缩空气提升至设定压力为设备充气；并且针对不同使用需求可单独使用气动或者电动低负荷充气工况条件下使用，也可以复合使用电动和气动复合动力以高压状态为设备充气；
第三、本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，采用电控单元控制充气，充满自动停机，较为便捷；并且充气压力可通过电控单元面板调节设定。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 为本发明一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置示意图。
图中：1、尾气接管；2、三通接头；3、连接管；4、废气蜗壳腔室；5、废气驱动叶轮；6、驱动电机轴；7、新鲜空气蜗壳腔室；8、传感器；9、单向超越离合器；10、新鲜空气压缩叶轮；11、废气排出管；12、电控单元；13、12V电源接口；14、高压气管及接头；15、补胎液加注器；16、充气连接头；17、轮胎。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 1所示，本发明提供一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，包括蜗壳、驱动电机、尾气连接管以及充气连接管；蜗壳内设有废气蜗壳腔室4和新鲜空气蜗壳腔室7，废气蜗壳腔室4内设有废气驱动叶轮5，新鲜空气蜗壳腔室7内设有新鲜空气压缩叶轮10；废气驱动叶轮5与新鲜空气压缩叶轮10传动连接；废气驱动叶轮5与驱动电机的驱动电机轴传动连接，从而在驱动电机驱动使废气驱动叶轮5时，废气驱动叶轮5能够带动新鲜空气压缩叶轮10同步转动；或者，新鲜空气压缩叶轮10与废气驱动叶轮5传动连接，新鲜空气压缩叶轮10与驱动电机的驱动电机轴传动连接，从而在驱动电机驱动使废新鲜空气压缩叶轮10时，使新鲜空气压缩叶轮10能够带动新鲜空气压缩叶轮5同步转动；或者，驱动电机分别与新鲜空气压缩叶轮10和废气驱动叶轮5传动连接，从而驱动新鲜空气压缩叶轮10和废气驱动叶轮5同时转动；尾气连接管的一端与废气蜗壳腔室4的进气口连通，尾气连接管的另一端用于连接汽车的排气管；充气连接管与新鲜空气蜗壳腔室7的进气口连通；进一步地，汽车的排气管的尾气通过尾气连接管进入废气蜗壳腔室内，并能够驱动废气驱动叶轮转动；本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，平时可以为轮胎或气床/垫等设备充气，以及在紧急情况下应急充气，尤其是高速公路行驶途中胎压异常（扎胎漏气）、爆胎应急修复等紧急情况，且可避免充气气压不足、压力损失问题。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，废气蜗壳腔室4和新鲜空气蜗壳腔室7分别为独立的腔室，这样能够避免废气直接入轮胎等待充气的部件中；进一步地，废气蜗壳腔室4上还设有废气排出管11，废气排出管11的一端连接废气蜗壳腔室4的出气口，废气排出管11的另一端用于直接排气；进一步地，新鲜空气蜗壳腔室7上还设有进气口，该进气口直接用于新鲜空气进入新鲜空气蜗壳腔室7内。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，新鲜空气压缩叶轮10上设有单向超越离合器9；新鲜空气压缩叶轮10通过该单向超越离合器9与废气驱动叶轮5同步连接，从而使得新鲜空气压缩叶轮10与废气驱动叶轮5能够同步转动；或者，新鲜空气压缩叶轮10通过单向超越离合器9直接与驱动电机轴6传动连接，从而使驱动电机轴6能够单独驱动新鲜空气压缩叶轮10转动；本申请方案中，对于驱动同步问题，新鲜空气压缩叶轮10上安装在单向超越离合器上，以保证两种动力单独或者混合驱动叶轮。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本发明提供一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置包括电控单元12，该电控单元12与驱动电机电连接；具体地，电控单元12根据设定的充气压力来控制驱动电机输出相匹配的驱动力，即在针对不同轮胎标准胎压要求可由电控单元控制驱动电机并设定充气压力，从而根据不同充气压力进行充气。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，新鲜空气蜗壳腔室7的进气口和出气口分别设有传感器8，两个传感器8分别与电控单元12电连接；两个传感器8分别用于检测新鲜空气蜗壳腔室7的进气口和出气口的压力，并反馈至电控单元12，使得电控单元12根据对比得到压差；具体地，两个传感器8用于检测两端压力信号输入给电控单元12，以便于控制器控制电机输出参数实现逻辑控制（设定充气压力、压力检测、充气结束自动停机等功能。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，电控单元12上设有电源接口13，该电源接口13为12V电源接口；进一步地，电控单元12能够通过12V电源接口与汽车的电源接通，也可单独连接电源。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，尾气连接管包括尾气接管1和连接管3，尾气接管1的一端通过连接口与汽车的排气管连接，尾气接管1的另一端与连接管3的一端口连接；连接管3的另一端口与废气蜗壳腔室4的进气口连通；采用上述连接，可针对单一的排气管进行连接，并实现充气。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，尾气接管1包括左尾气接管和右尾气接管，左尾气接管的一端口、右尾气接管的一端口以及连接管3的一端口通过三通接头2连接；左尾气接管的另一端口用于连接汽车的左排气管，右尾气接管的另一端口用于连接汽车的右排气管；上述方案中，针对汽车的双出出排气管，在不封堵情况下两侧尾管会在不同阻力或者负荷下不同，这将直接导致驱动力不足；因此通过设计出左尾气接管和右尾气接管，左尾气接管和右尾气接管分别联通两侧排气管的尾管，以提高尾管出口压力。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，充气连接管包括高压气管14、补胎液加注器15以及充气连接头16；其中，充气连接头16的一端与高压气管14的一端连接，充气连接头16的另一端用于连接轮胎17的充气阀，从而进行充气；补胎液加注器15设置于高压气管14上。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，充气连接管包括高压气管14和充气连接头16；充气连接头16的一端与高压气管14的一端连接，充气连接头16的另一端用于直接连接待充气的部件，待充气的部件可包括气床垫、轮胎（汽车/自行车）以及儿童玩具等。
如图 1所示，本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，采用气动/电动双重复合驱动方式实现为设备充气，可单独由废气驱动叶轮6驱动同轴新鲜空气叶轮10运转实现压缩空气，使新鲜空气增压充实到轮胎或设备；废气经充气连接管1-2-3 或者3与电动复合涡轮增压器的废气蜗壳腔室4的进气口连接，在废气残余功的作用下带动废气涡轮转动，经驱动电机轴6与新鲜空气蜗壳腔室7的新鲜空气压缩叶轮10连接，从而带动新鲜空气压缩叶轮10转动使新鲜空气经新鲜空气蜗壳腔室7的进气口进入新鲜空气蜗壳腔室7内部，在新鲜空气压缩叶轮10的作用下使空气增压经充气连接管14-15-16为外部设备充气；具体地，在虹吸作用下可将补胎液加注器15内补胎液带到轮胎内部，以实现应急补胎目的；针对不同轮胎标准胎压要求可由电控单元控制驱动电机并设定充气压力，新鲜空气蜗壳前后端有传感器8反馈至控制单元，电机动力电由12V电源接口13接入。
针对现有额定工况标准条件下1.6T以及2.0T汽车排气背压在60-90kpa左右，此压力无法直接为轮胎充气；但可以满足日常基本充气压力要求；因此采用上述方案，可直接针对轮胎打气提供便捷。
本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置具有如下技术效果：
第一、本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，非尾气直接为轮胎充气，避免有害气体加速轮胎等部件老化、衰退；
第二、本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，尾气驱动气泵、可同时借助电机驱动气泵压缩空气提升至设定压力为设备充气；并且针对不同使用需求可单独使用气动或者电动低负荷充气工况条件下使用，也可以复合使用电动和气动复合动力以高压状态为设备充气；
第三、本发明提供的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，采用电控单元控制充气，充满自动停机，较为便捷；并且充气压力可通过电控单元面板调节设定。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，包括蜗壳、驱动电机、尾气连接管以及充气连接管；所述蜗壳内设有废气蜗壳腔室（4）和新鲜空气蜗壳腔室（7），所述废气蜗壳腔室（4）内设有废气驱动叶轮（5），所述新鲜空气蜗壳腔室（7）内设有新鲜空气压缩叶轮（10）；
所述废气驱动叶轮（5）与所述新鲜空气压缩叶轮（10）传动连接；所述废气驱动叶轮（5）与所述驱动电机的驱动电机轴（6）传动连接，从而使所述废气驱动叶轮（5）能够带动所述新鲜空气压缩叶轮（10）同步转动；或者，
所述新鲜空气压缩叶轮（10）与所述废气驱动叶轮（5）传动连接，所述新鲜空气压缩叶轮（10）与所述驱动电机的驱动电机轴（6）传动连接，从而使所述新鲜空气压缩叶轮（10）能够带动所述新鲜空气压缩叶轮（10）同步转动；或者，
所述驱动电机分别与所述新鲜空气压缩叶轮（10）和所述废气驱动叶轮（5）传动连接，从而驱动所述新鲜空气压缩叶轮（10）和所述废气驱动叶轮（5）同时转动；
所述尾气连接管的一端与所述废气蜗壳腔室（4）的进气口连通，所述尾气连接管的另一端用于连接汽车的排气管；所述充气连接管与所述新鲜空气蜗壳腔室（7）的进气口连通。
2.根据权利要求1所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，汽车的排气管的尾气通过所述尾气连接管进入所述废气蜗壳腔室（4）内，并能够驱动所述废气驱动叶轮（5）转动；所述废气蜗壳腔室（4）和所述新鲜空气蜗壳腔室（7）分别为独立的腔室；所述废气蜗壳腔室（4）上还设有废气排出管（11），所述废气排出管（11）的一端连接所述废气蜗壳腔室（4）的出气口；所述新鲜空气蜗壳腔室（7）上还设有进气口。
3.根据权利要求1所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述新鲜空气压缩叶轮（10）上设有单向超越离合器（9）；所述新鲜空气压缩叶轮（10）通过所述单向超越离合器（9）与所述废气驱动叶轮（5）同步连接，从而使所述新鲜空气压缩叶轮（10）与所述废气驱动叶轮（5）同步转动；或者，所述新鲜空气压缩叶轮（10）通过所述单向超越离合器（9）与所述驱动电机轴（6）传动连接，从而使所述驱动电机轴（6）能够单独驱动所述新鲜空气压缩叶轮（10）转动。
4.根据权利要求1至3任一项所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述充气装置包括电控单元（12），所述电控单元（12）与所述驱动电机电连接；所述电控单元（12）根据设定的充气压力来控制所述驱动电机输出相匹配的驱动力。
5.根据权利要求4所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述新鲜空气蜗壳腔室（7）的进气口和出气口分别设有传感器（8），所述传感器（8）与所述电控单元（12）电连接；所述传感器（8）分别用于检测所述新鲜空气蜗壳腔室（7）的进气口和出气口的压力，并反馈至所述电控单元（12）。
6.根据权利要求4所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述电控单元（12）设有电源接口（13），所述电源接口（13）为12V电源接口。
7.根据权利要求1所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述尾气连接管包括尾气接管（1）和连接管（3），所述尾气接管（1）的一端通过连接口与汽车的排气管连接，所述尾气接管（1）的另一端与所述连接管（3）的一端口连接；所述连接管（3）的另一端口与所述废气蜗壳腔室（4）的进气口连通。
8.根据权利要求2所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述尾气接管（1）包括左尾气接管和右尾气接管，所述左尾气接管的一端口、所述右尾气接管的一端口以及所述连接管（3）的一端口通过三通接头（2）连接；所述左尾气接管的另一端口用于连接汽车的左排气管，所述右尾气接管的另一端口用于连接汽车的右排气管。
9.根据权利要求1所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述充气连接管包括高压气管（14）、补胎液加注器（15）以及充气连接头（16）；所述充气连接头（16）的一端与所述高压气管（14）的一端连接，所述充气连接头（16）的另一端用于连接轮胎（17）的充气阀；所述补胎液加注器（15）设置于所述高压气管（14）上。
10.根据权利要求1所述的利用汽车电动尾气复合涡轮充气装置，其特征在于，所述充气连接管包括高压气管（14）和充气连接头（16）；所述充气连接头（16）的一端与所述高压气管（14）的一端连接，所述充气连接头（16）的另一端用于直接连接待充气的部件。
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