CN203476404U - 一种增压发动机废气发电装置 - Google Patents

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余海洋
王敬
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Abstract

本实用新型属于汽车发动机领域，特别是一种增压发动机废气发电装置，包括发动机、进气管、排气管、涡轮增压器、ISG电机和与ISG电机连接的蓄电池；涡轮增压器包括压力机和废气涡轮室，压力机的叶轮和废气涡轮室的涡轮通过同一传动轴刚性联接，发动机分别与排气管和进气管连接，进气管与压力机连接，进气管上还设有空气过滤器，排气管与废气涡轮室连接；其中，ISG电机的电机轴与所述传动轴连接；涡轮增压器上设有压力传感器，相应的，ISG电机上设有电子控制器。本实用新型克服了现有技术中发动机低速运行时间长，导致涡轮增压器效率低，发动机排出的废气直接排向大气，造成热能的浪费的缺陷。

Description

一种增压发动机废气发电装置
技术领域
本实用新型属于汽车发动机领域，特别是一种增压发动机废气发电装置。
背景技术
涡轮增压发动机在汽车动力系统逐渐被广泛采用。涡轮增压发动机其实就是装有涡轮增压器的发动机。而涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说，涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。
然而，对于大多数涡轮增压器来说，当发动机工作在低速阶段，涡轮的工作效率较为低下。而且传统涡轮增压器，由于驱动涡轮工作过程中产生摩擦损失，导致涡轮增压器在低速工作时性能差。并且常规的发动机在运行后，所排废气被直接排到空气中，造成废气能量的浪费。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中发动机低速运行时间长，导致涡轮增压器效率低，发动机排出的废气直接排向大气，造成废气能量的缺陷，提供一种改进后的增压发动机废气发电装置，克服上述缺陷。 
为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案:一种增压发动机废气发电装置，包括发动机、进气管、排气管和涡轮增压器，还包括ISG电机和与ISG电机连接的蓄电池；涡轮增压器包括压力机和废气涡轮室，压力机的叶轮和废气涡轮室的涡轮通过传动轴刚性联接，发动机分别与排气管和进气管连接，进气管与压力机连接，进气管上还设有空气过滤器，排气管与废气涡轮室连接；
其中，ISG电机的电机轴与所述传动轴同向传动；涡轮增压器上设有压力传感器，发动机上设有转速传感器，ISG电机上设有电子控制器；转速传感器、压力传感器分别与电子控制器电路连接。
本实用新型的工作原理如下：由公知常识可知，ISG电机是一种电动机、发电机结合的一体机，由自身的电子控制器控制其状态（发电或电动）的切换。发动机启动时为低速状态，蓄电池驱动ISG电机转动，ISG电机（此时做电动机用）带动与其连接的涡轮增压器的传动轴，传动轴转动就启动涡轮增压器（此时也利用了部分废气的冲力，由于此时的废气冲力不足以有效推动涡轮，也需要ISG电机提供初始动力）；涡轮增压器开始压缩空气，压缩后的空气进入发动机进气管并使得发动机加速，如此循环，发动机和涡轮增压器速度均会提高。当发动机转速达到6000转时，输出信号给电子控制器，电子控制器开始切换ISG电机工作状态，使得该电机由电动机功能转化为发电机功能，此时，ISG电机的电机轴随着涡轮增压器的传动轴转动而转动，并使得发电机发电，所发电量储备在蓄电池中。
 本实用新型的有益效果如下：
1、发动机启动时，由ISG电机驱动涡轮增压器启动，避免了涡轮增压器需要依靠发动机高速运行后产生的废气而启动的缺陷，在发动机启动的同时，即可启动涡轮增压器，缩短了发动机进入高速运行的时间。
2、发动机排出的尾气，不仅可以继续增加涡轮增压器传动轴的输出，同时传动轴还可带动ISG电机的电机轴转动，使其发电，最终发出的电量存到蓄电池，起到发电、蓄电的作用。
3、ISG电机是基于电动机/发电机一体化的电机。ISG电机直接安装在发动机曲轴输出端(ISG转子与曲轴联结),取代了原有的发电机，减少了汽车交流发电机在工作过程中的能量损失。
进一步的，所述蓄电池与ISG电机之间连接有DC/DC转换器。
附图说明
图1为本实用新型一种增压发动机废气发电装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
 如图 1 所示，本实用新型是一种增压发动机废气发电装置，包括发动机1、进气管2、排气管3和涡轮增压器，其中，还包括ISG电机4和与ISG电机4连接的蓄电池5；涡轮增压器包括压力机6和废气涡轮室7，压力机6的叶轮和废气涡轮室7的涡轮通过传动轴刚性联接，发动机1分别与排气管3和进气管2连接，进气管2与压力机6连接，进气管2上还设有空气过滤器8，空气过滤器8上设有气门9，排气管3与废气涡轮室7连接；其中，ISG电机4的电机轴与传动轴同向转动，电机轴与传动轴设有齿轮机构，齿轮机构包括第一齿轮、第二齿轮和第一齿圈，第一齿轮设于传动轴上，第二齿轮设于电机轴上，第一齿轮、第二齿轮均与第一齿圈内啮合，涡轮增压器上设有压力传感器，压力传感器为压力应变片，电动机上设有霍尔转速传感器，相应的，ISG电机4上设有与压力应变片、霍尔转速传感器连接的电子控制器。其中所述电子控制器采用S1C17F57微控制器。
本实用新型的操作过程如下：发动机1启动前，ISG电机上4设有电子控制器控制ISG电机4先行启动，ISG电机4通过齿轮机构带动传动轴转动，传动轴带动压力机6的叶轮和废气涡轮室7的涡轮传动，使得压力机6和废气涡轮室7启动，使得发动机1在启动时，就能借助涡轮增压器的推动力，以最少的时间达到最佳的转速。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (2)

1.一种增压发动机废气发电装置，包括发动机、进气管、排气管和涡轮增压器，其特征在于：还包括ISG电机和与ISG电机连接的蓄电池；涡轮增压器包括压力机和废气涡轮室，压力机的叶轮和废气涡轮室的涡轮通过同一传动轴刚性联接，发动机分别与排气管和进气管连接，进气管与压力机连接，进气管上还设有空气过滤器，排气管与废气涡轮室连接；
其中，ISG电机的电机轴与所述传动轴同向传动；涡轮增压器上设有压力传感器，相应的，ISG电机上设有电子控制器；压力传感器与电子控制器电路连接。
2.如权利要求1所述的增压发动机废气发电装置，其特征在于：所述蓄电池与ISG电机之间连接有DC/DC转换器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106089407A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 张文斌 电动废气涡轮增压器装置
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