CN206071714U - 一种涡轮增压发动机的双增压结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种涡轮增压发动机的双增压结构，属于汽车技术领域。它解决了如何降低涡轮增压发动机的低速响应时间的问题。本双增压结构中的单向离合器包括通过发动机驱动的传动轮和与增压器轴固连的连接轴，连接轴转动连接在传动轮内，连接轴上套设有筒状的支持架，支持架的外周面上具有若干保持架和若干与保持架对应的凹坑，每个保持架在其转动方向的一侧均通过弹簧连接有钢球，钢球位于对应的凹坑内，钢球的直径大于支持架与传动轮之间的间距且小于凹坑底部与传动轮内周面之间的距离。本双增压结构可在任意涡轮增压发动机上使用，充分兼顾发动机任何转速下的性能。

Description

一种涡轮增压发动机的双增压结构

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种涡轮增压发动机，特别是一种涡轮增压发动机的双增压结构。

背景技术

涡轮增压发动机指的是配备涡轮增压器的发动机。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，其实质上是通过压缩空气来增加发动机的进气量。具体来说，它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，使之增压进入气缸，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气缸，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发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

涡轮增压发动机虽然能够有效增加发动机的输出功率，但其也存在着低速响应迟滞的问题。具体来说，在发动机转速较低，废气排量较小时，涡轮增压器并不起作用，同时废气仍然要驱动涡轮旋转，排气没有自然吸气发动机顺畅，此时的发动机扭力输出要比同等排量的自然吸气式发动机还要弱，但当驾驶员猛地踩下油门时，发动机的废气排量瞬间增大，但原本低速转动甚至不转动的叶轮由于惯性作用并没有马上被推动，而是会延后一段时间才能进入正常的工作状态，也就是说从踩油门加大功率到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种涡轮增压发动机的双增压结构，本实用新型解决的技术问题是如何降低涡轮增压发动机的低速响应时间。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种涡轮增压发动机的双增压结构，所述涡轮增压发动机包括发动机和具有增压器轴的涡轮增压器，其特征在于，所述双增压结构包括单向离合器，所述单向离合器包括通过发动机驱动的传动轮和与增压器轴固连的连接轴，所述连接轴通过轴承转动连接在传动轮内，所述连接轴上套设有筒状的支持架，所述支持架的外周面上具有若干保持架和若干与保持架对应的凹坑，每个保持架在其转动方向的一侧均通过弹簧连接有钢球，钢球位于对应的凹坑内，所述钢球的直径大于支持架与传动轮之间的间距且小于凹坑底部与传动轮内周面之间的距离。

本涡轮增压发动机的双增压结构的工作原理是通过设置单向离合器，当发动机在低速运转时，单向离合器与涡轮增压器实现传动连接，单向离合器就会在低速车况下带动涡轮增压器工作，从而避免涡轮增压器出现低速迟滞问题，进而降低了发动机的低速响应时间；具体来说，当发动机运行时，单向离合器中的传动轮在发动机的驱动下顺时针转动，此时，传动轮的转速≥连接轴的转速时，即发动机处于低速运转状态时，钢球在弹簧的弹力作用下卡在传动轮和支持架之间，使两者相结合，即传动轮带动连接轴旋转，由于连接轴和增压器轴固连，增压器轴也在传动轮的带动下转动，使得涡轮增压器在低速车况下也保持工作，增加进气量，从而提高发动机低速性能，避免涡轮增压器出现的低速迟滞问题；当传动轮的转速＜连接轴的转速时，即发动机处于中高速运转状态时，此时钢球的离心力增大，钢球克服弹簧的弹力并压缩弹簧滑入凹坑内，使得传动轮与支持架脱离，此时涡轮增压器的涡轮为动力源，驱动压气机，增加进气量，即处于正常的涡轮增压阶段，从而使得单向离合器在高速车况下不参与增压驱动，避免发动机出现部分动能损耗，保证发动机性能。

在上述的涡轮增压发动机的双增压结构中，所述凹坑内具有斜面，所述斜面向对应的保持架方向倾斜。通过设置斜面，使得钢球能够更加顺畅地滑入或滑出凹坑，使得传动轮与支持架的结合或脱离更加平顺。

在上述的涡轮增压发动机的双增压结构中，所述传动轮的外周面上具有带槽，所述传动轮通过皮带与发动机的曲轴皮带轮连接。传动轮与发动机之间通过上述传动结构实现连接，传动轮与曲轴皮带轮的传动比可根据实际需要进行调整。

在上述的涡轮增压发动机的双增压结构中，所述轴承具有两个且分别设置在连接轴的两端，所述轴承的内圈与连接轴紧配合，所述轴承的外圈与传动轮紧配合，两个所述轴承的外侧均设置有密封圈。连接轴与传动轮之间通过轴承实现相互独立的转动。

在上述的涡轮增压发动机的双增压结构中，所述发动机上连接有进气歧管和排气歧管，所述涡轮增压器还包括压气室和涡轮室，所述压气室内设置有叶轮，所述涡轮室内设置有涡轮，所述叶轮和涡轮均固定在增压器轴上，所述压气室的进口和空滤器相连，所述压气室的出口与中冷器的进口相连，所述中冷器的出口与进气歧管相连，所述排气歧管和涡轮室相连通。排气歧管中的废气驱动涡轮转动，由于涡轮和叶轮均固定在驱动轴上，涡轮转动会带动叶轮转动，从而增加进气歧管的进气量，达到增压目的。

与现有技术相比，本涡轮增压发动机的双增压结构具有以下优点：本双增压结构可在任意涡轮增压发动机上使用，通过设置单向离合器结构能够降低涡轮增压发动机的低速响应时间，充分兼顾发动机任何转速下的性能。

附图说明

图1是本涡轮增压发动机的双增压结构的整体连接示意图。

图2是本双增压结构中单向离合器的一个方向的剖视示意图。

图3是本双增压结构中单向离合器的另一个方向的剖视示意图。

图4是本双增压结构中传动轮与支持架处于结合状态的示意图。

图5是本双增压结构中传动轮与支持架处于分离状态的示意图。

图中，1、发动机；2、涡轮增压器；21、增压器轴；22、压气室；23、涡轮室；24、叶轮；25、涡轮；3、单向离合器；31、传动轮；311、带槽；32、连接轴；33、轴承；34、支持架；35、保持架；36、钢球；37、凹坑；371、斜面；38、弹簧；39、密封圈；4、皮带；5、曲轴皮带轮；6、进气歧管；7、排气歧管；8、空滤器；9、中冷器。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

具体来说，如图1所示，本涡轮增压发动机包括发动机1和涡轮增压器2，发动机1上连接有进气歧管6和排气歧管7。涡轮增压器2包括增压器轴21、压气室22和涡轮室23，压气室22内设置有叶轮24，涡轮室23内设置有涡轮25，叶轮24和涡轮25均固定在增压器轴21上，压气室22的进口和空滤器8相连，压气室22的出口与中冷器9的进口相连，中冷器9的出口与进气歧管6相连，排气歧管7和涡轮室23相连通。

如图1和图2所示，本双增压结构包括单向离合器3，单向离合器3包括通过发动机1驱动的传动轮31和与增压器轴21固连的连接轴32。传动轮31的外周面上具有带槽311，传动轮31通过皮带4与发动机1的曲轴皮带轮5连接。连接轴32位于传动轮31内并通过轴承33与传动轮31转动连接。其中，轴承33具有两个且分别设置在连接轴32的两端，轴承33的内圈与连接轴32紧配合，轴承33的外圈与传动轮31紧配合，两个轴承33的外侧均设置有密封圈39。

如图3所示，连接轴32与传动轮31之间设置有筒状的支持架34，支持架34套设且固连在连接轴32上，支持架34的外周面上沿周向均匀固定有若干呈柱状的保持架35，支持架34和传动轮的内周面之间设置有与保持架35一一对应的钢球36，钢球36位于对应保持架35的转动方向上，支持架34的外周面上具有向内凹陷且与钢球36一一对应的凹坑37，凹坑37内具有斜面371，斜面371向对应的保持架35方向倾斜。钢球36位于凹坑37内且与保持架35之间连接有弹簧38，钢球36的直径大于支持架34与传动轮31内周面之间的间距，钢球36的直径小于凹坑37底部与传动轮31内周面之间的距离。

如图4所示，当发动机1运行时，单向离合器3中的传动轮31在曲轴皮带轮5的带动下顺时针转动，此时，传动轮31的转速≥连接轴32的转速时，即发动机1处于低速运转状态时，钢球36在弹簧38的弹力作用下卡在传动轮31和支持架34之间，使两者相结合，即传动轮31带动连接轴32旋转，由于连接轴32和增压器轴21固连，增压器轴21也在传动轮31的带动下转动，使得涡轮增压器2在低速车况下也保持工作。

如图5所示，当传动轮31的转速＜连接轴32的转速时，即发动机1处于中高速运转状态时，此时钢球36的离心力增大，钢球36克服弹簧38的弹力并压缩弹簧38滑入凹坑37内，使得传动轮31与支持架34脱离，此时涡轮增压器2的涡轮为动力源，驱动压气机，增加进气量，即处于正常的涡轮增压阶段。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了发动机1、涡轮增压器2、增压器轴21、压气室22、涡轮室23、叶轮24、涡轮25、单向离合器3、传动轮31、带槽311、连接轴32、轴承33、支持架34、保持架35、钢球36、凹坑37、斜面371、弹簧38、密封圈39、皮带4、曲轴皮带轮5、进气歧管6、排气歧管7、空滤器8、中冷器9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (5)

1.一种涡轮增压发动机的双增压结构，所述涡轮增压发动机包括发动机(1)和具有增压器轴(21)的涡轮增压器(2)，其特征在于，所述双增压结构包括单向离合器(3)，所述单向离合器(3)包括通过发动机(1)驱动的传动轮(31)和与增压器轴(21)固连的连接轴(32)，所述连接轴(32)通过轴承(33)转动连接在传动轮(31)内，所述连接轴(32)上套设有筒状的支持架(34)，所述支持架(34)的外周面上具有若干保持架(35)和若干与保持架(35)对应的凹坑(37)，每个保持架(35)在其转动方向的一侧均通过弹簧(38)连接有钢球(36)，钢球(36)位于对应的凹坑(37)内，所述钢球(36)的直径大于支持架(34)与传动轮(31)之间的间距且小于凹坑(37)底部与传动轮(31)内周面之间的距离。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机的双增压结构，其特征在于，所述凹坑(37)内具有斜面(371)，所述斜面(371)向对应的保持架(35)方向倾斜。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机的双增压结构，其特征在于，所述传动轮(31)的外周面上具有带槽(311)，所述传动轮(31)通过皮带(4)与发动机(1)的曲轴皮带轮(5)连接。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机的双增压结构，其特征在于，所述轴承(33)具有两个且分别设置在连接轴(32)的两端，所述轴承(33)的内圈与连接轴(32)紧配合，所述轴承(33)的外圈与传动轮(31)紧配合，两个所述轴承(33)的外侧均设置有密封圈(39)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的涡轮增压发动机的双增压结构，其特征在于，所述发动机(1)上连接有进气歧管(6)和排气歧管(7)，所述涡轮增压器(2)还包括压气室(22)和涡轮室(23)，所述压气室(22)内设置有叶轮(24)，所述涡轮室(23)内设置有涡轮(25)，所述叶轮(24)和涡轮(25)均固定在增压器轴(21)上，所述压气室(22)的进口和空滤器(8)相连，所述压气室(22)的出口与中冷器(9)的进口相连，所述中冷器(9)的出口与进气歧管(6)相连，所述排气歧管(7)和涡轮室(23)相连通。