CN202883101U - 一种用于发动机的废气控电机械增压系统 - Google Patents

一种用于发动机的废气控电机械增压系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于发动机的废气控电机械增压系统包括气动叶轮机、发电机、电动机和压气机，所述气动叶轮机设置在排气管上，气动叶轮机的一部分叶片位于排气管的管道内，气动叶轮机的叶轮轴垂直于气流方向，叶片受废气带动同向旋转，气动叶轮机的动力输出端连接发电机，发电机通过导线与电动机连接，用于驱动电动机运转，所述电动机的动力输出端与压气机连接，压气机的进气端连接空气滤清器，其出气端连接发动机的进气管，实现对发动机进气的增压。该增压系统能够在利用废气的能量对发动机进气进行增压的基础上，省略各种散热装置，并能够避免发动机进气温度处于较高的状态。

Description

一种用于发动机的废气控电机械增压系统
技术领域
本实用新型涉及发动机增压设备，更具体的说涉及一种用于发动机的废气控电机械增压系统。
背景技术
目前汽车发动机空气增压主要有废气涡轮增压、机械增压和电动增压三种方式。所述机械增压是通过曲轴皮带轮连接机械增压器皮带轮与发动机同时工作，从而实现增压，由于这种增压动力源是由发动机的曲轴带动的，因此会消耗发动机的原动力，其本质是用一定原动力换取增压值，其效果较差，故很少使用。所述电动增压是通过电瓶供电以驱动高速大风量的风机运转而实现增压，该方式会消耗电瓶的存电量，让原车所设计的发电机负荷工作，此外，该方式只能提供流速较快的空气，并不能提高单位体积含空气的含氧值，故其增压效果一般，很少被使用。
目前最常用的增压方式是废气涡轮增压，其原理如图2所示：依靠废气推动涡轮机13旋转使同轴上的压气机2进行空气增压，增压后的空气进入发动机8中燃烧，可大幅提升发动机的动力。该种增压方式由于压气机2与涡轮机13同轴安装，而发动机8的排气温度一般都达到800-1000摄氏度，由于热传导的作用，从而导致了压气机2中所压缩的气体温度较高，被压缩的气体在进入发动机8之前需要通过中冷器11强制冷却，为了达到更好的散热效果，在涡轮机13与压气机2之间的连接轴承上设有机油管道与发动机连接，通过冷油器12使连接轴和发动机一并散热。为了使废气涡轮器和发动机更好的降温，人们使用大号机油泵、大尺寸机油散热器，大号水泵，大尺寸水箱散热器、中冷器等，最终使进入发动机气体温度降低，提高进气量，从而达到提高发动机功率的目的。但目前减温效果最好的中冷器也只能将进入发动机的空气降到100摄氏度左右，而且价格昂贵。此外，在整个涡流增压过程中，ECU（电子控制单元）频繁的分析来自于散热装置的各种信号，并在在规定时间内做出判断，回应各个工作组的请求，相应的使得发动机增加了工作量，同时耗电导致多余油耗等，使发动机在负荷运动，寿命减短。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于发动机的废气控电机械增压系统，其能够在运用废气的能量对发动机进气进行增压的基础上，省略各种散热装置，并能够避免发动机进气温度处于较高的状态。
本实用新型所述用于发动机的废气控电机械增压系统，包括气动叶轮机、发电机、电动机和压气机，所述气动叶轮机设置在排气管上，气动叶轮机的一部分叶片位于排气管的管道内，气动叶轮机的叶轮轴垂直于气流方向，叶片受废气带动同向旋转，气动叶轮机的动力输出端连接发电机，发电机通过导线与电动机连接，用于驱动电动机运转，所述电动机的动力输出端与压气机连接，压气机的进气端连接空气滤清器，其出气端连接发动机的进气管，实现对发动机进气的增压。
所述气动叶轮机的动力输出端与发电机通过联轴器连接，将气动叶轮机与发电机隔开。通过轴联器的隔开，当叶片上的热量向发电机传导时，热量的一大部分能够被轴联器周围的空气带走，防止了发电机因为过热而降低了使用寿命。
所述气动叶轮机与发电机的隔开距离大于30毫米。
本实用新型所述用于发动机的废气控电机械增压系统，具有以下优点：
首先，本实用新型将汽车废气的风能先通过发电机转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能驱动空压机对发动机进气进行压缩，由于改变了能量的转换形式，本实用新型避免了现有技术中在进行能量转换时废气过高的温度通过热传导使发动机进气的温度过高，以提高发动机的燃烧效率及发动机的寿命。
其次，由于基本上不存在热传导的影响，故该增压系统不需要降温装置，节约了汽车成本。
再次，由于本实用新型将发电机产生电能直接作用给电动机，本实用新型同机械增压一样与发动机同步工作增压顺畅，发动机怠速工作时电动机也以低压区域的电流量驱动压气机处于进气状态和待增压状态，不消耗汽车的原动力。
最后，本实用新型是一套独立的系统，ECU无法进行监控，所以不需要更改ECU的系统，本实用新型的兼容性强，ECU还是正常工作，通过得到节气门附近的空气流量计和氧传感器发来的信号进行分析相应的做出喷油配合，使其空燃比达到最佳状态，本实用新型不需要散热装置，ECU不需要对散热装置进行监控，减少了ECU的工作量。
附图说明
图1为本实用新型的系统框架图；
图2为现有技术中涡轮增压系统的系统框架图。
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过结合附图来对本实用新型进行详细阐述。
如图1所示，用于发动机的废气控电机械增压系统包括气动叶轮机5、发电机3、电动机1和压气机2，所述气动叶轮机5设置在排气管4上，气动叶轮机5的一部分叶片位于排气管4的管道内，气动叶轮机5的叶轮轴垂直于气流方向，叶片受废气的气流带动同向旋转，气动叶轮机5的动力输出端与发电机3通过联轴器9连接，通过联轴器9将气动叶轮机5与发电机3隔开，为了达到更好的隔热效果，所述气动叶轮机5与发电机的隔开距离大于30毫米。发电机3通过导线6与电动机1连接，用于驱动电动机1运转，所述电动机1的动力输出端与压气机2连接，压气机2的进气端连接空气滤清器7，其出气端连接发动机的进气管10，实现对发动机8进气的增压。

Claims (3)

1. 一种用于发动机的废气控电机械增压系统，其特征在于：包括气动叶轮机、发电机、电动机和压气机，所述气动叶轮机设置在排气管上，气动叶轮机的一部分叶片位于排气管的管道内，气动叶轮机的叶轮轴垂直于气流方向，叶片受废气带动同向旋转，气动叶轮机的动力输出端连接发电机，发电机通过导线与电动机连接，用于驱动电动机运转，所述电动机的动力输出端与压气机连接，压气机的进气端连接空气滤清器，其出气端连接发动机的进气管，实现对发动机进气的增压。
2.根据权利要求1所述用于发动机的废气控电机械增压系统，其特征在于：所述气动叶轮机的动力输出端与发电机通过联轴器连接，将气动叶轮机与发电机隔开。
3.根据权利要求2所述用于发动机的废气控电机械增压系统，其特征在于：所述气动叶轮机与发电机的隔开距离大于30毫米。
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