CN206360776U - 涡轮增压装置及汽车 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮增压装置，包括涡轮组件、电机、蓄电池和控制器，涡轮组件包括传动轴和连接在传动轴上的增压轮和排气轮，增压轮设置在发动机进气管内，排气轮设置在发动机排气管内，电机分别与传动轴和蓄电池连接，电机包括将蓄电池的电能转换为机械能输出的第一工作模式和将机械能转换为电能存储在蓄电池的第二工作模式，控制器与电机连接，控制器用于根据发动机转速控制电机在第一工作模式与第二工作模式之间进行切换。本实用新型的涡轮增压装置能解决发动机在低速运转时的响应迟滞问题，提高低速运转时的输出功率，降低油耗和废气排放，而且结构简单，降低了汽车开发成本。本实用新型还涉及一种汽车。

Description

涡轮增压装置及汽车
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种涡轮增压装置及汽车。
背景技术
现有发动机为提高输出功率，通常采用涡轮增压技术，利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，从而使由空气滤清器管道送来的空气增压进入气缸，显著提高气缸的充气系数。但是现有涡轮增压发动机在低转速运转时，由于排气管内废气流速较低，导致涡轮转速过低，不但无法增加气缸中的进气量，而且由于进气管中涡轮的阻碍，降低了气缸的充气系数，造成发动机响应迟滞问题，使涡轮增压发动机在低转速下输出功率较低。
因此，为解决以上问题，需要一种低转速下仍能提高发动机气缸进气量从而解决发动机低速运转时的响应迟滞问题以及在发动机高速运转时充分利用废气能量的涡轮增压装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供了一种涡轮增压装置，能解决发动机在低速运转时的响应迟滞问题，提高低速运转时的输出功率，降低油耗和废气排放，而且结构简单，降低了汽车开发成本。
本实用新型的另一目的在于，提供了一种汽车，能解决发动机在低速运转时的响应迟滞问题，提高低速运转时的输出功率，降低油耗和废气排放，而且结构简单，降低了汽车开发成本。
本实用新型解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
一种涡轮增压装置，包括涡轮组件、电机、蓄电池和控制器，涡轮组件包括传动轴和连接在传动轴上的增压轮和排气轮，增压轮设置在发动机进气管内，排气轮设置在发动机排气管内，电机分别与传动轴和蓄电池连接，电机包括将蓄电池的电能转换为机械能输出的第一工作模式和将机械能转换为电能存储在蓄电池的第二工作模式，控制器与电机连接，控制器用于根据发动机转速控制电机在第一工作模式与第二工作模式之间进行切换。
在本实用新型的较佳实施例中，上述涡轮增压装置还包括废气旁通阀，废气旁通阀连接在发动机排气管上，废气旁通阀与控制器连接，控制器用于控制废气旁通阀开度，进而调节流过排气轮的废气流量。
在本实用新型的较佳实施例中，上述涡轮增压装置还包括转速传感器，转速传感器固定在发动机的曲轴上，且转速传感器与控制器连接，转速传感器用于检测发动机的转速。
在本实用新型的较佳实施例中，上述电机为BSG电机或ISG电机。
一种汽车，包括上述的涡轮增压装置。
本实用新型的涡轮增压装置的涡轮组件包括传动轴和连接在传动轴上的增压轮和排气轮，增压轮设置在发动机进气管内，排气轮设置在发动机排气管内，电机分别与传动轴和蓄电池连接，电机包括将蓄电池的电能转换为机械能输出的第一工作模式和将机械能转换为电能存储在蓄电池的第二工作模式，控制器与电机连接，控制器用于根据发动机转速控制电机在第一工作模式与第二工作模式之间进行切换。因此，本实用新型的涡轮增压装置在发动机低速运转时，控制器可控制电机输出机械能，使增压轮提速转动，增加进入发动机的进气压力，能有效解决发动机在低速运转时的响应迟滞问题，提高了发动机在低速运转时的输出功率，降低油耗和废气排放；在发动机高速运转时，电机可将排气轮转动的机械能转换为电能，并存储在蓄电池中，使废气中的能力得到充分利用。
而且，本实用新型的涡轮增压装置10结构简单，且电机即可作为电动机带动增压轮提速转动，又能作为发电机将排气轮转动的机械能转换为电能，降低了汽车开发成本。
此外，在发动机高速运行时，控制器还可控制废气旁通阀的开度，调节经过排气轮的废气流量，使废气能均匀的流过排气轮，进一步提高了废气能量的利用效率。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的涡轮增压装置的各部件连接的示意图。
图2是本实用新型的涡轮增压装置的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的涡轮增压装置及汽车的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细如下：
有关本实用新型的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
图1是本实用新型的涡轮增压装置的各部件连接的示意图。图2是本实用新型的涡轮增压装置的结构示意图。如图1和图2所示，在本实施例中，涡轮增压装置10包括涡轮组件12、电机13、蓄电池14、转速传感器15、废气旁通阀16和控制器17。
涡轮组件12包括传动轴122和连接在传动轴122上的增压轮124和排气轮126，增压轮124设置在发动机进气管101内，排气轮126设置在发动机排气管102内。在本实施例中，涡轮组件12的增压轮124转动时可增加进入发动机103的进气压力(即增加进入发动机103的进气量)，且增压轮124的转速越高，进气压力越大；涡轮组件12的排气轮126转动时可带动增压轮124同步转动，且经过排气轮126的废气流速越大，排气轮126的转速越快。
电机13的输出轴与涡轮组件12的传动轴122连接，电机13可带动增压轮124和排气轮126提速转动，增加进入发动机103的进气压力以及将排气轮126转动时的机械能转换为电能。例如，当发动机103低速运转时，电机13可驱使增压轮124和排气轮126转动，增加进入发动机103的进气压力；当发动机103高速运转时，排气轮126可带动电机13发电。在本实施例中，电机13包括将电能转换为机械能输出的第一工作模式和将机械能转换为电能的第二工作模式。在本实施例中，电机13为BSG电机或ISG电机，但并不以此为限。
蓄电池14与电机13连接，蓄电池14用于在第一工作模式时为电机13提供电能，并在第二工作模式时存储电机13产生的电能。
转速传感器15固定在发动机103的曲轴上，转速传感器15用于检测发动机103的转速。
废气旁通阀16连接在发动机排气管102上。在本实施例中，废气旁通阀16的开度大小与发动机排气管102排出的废气流量相关；例如，当废气旁通阀16开度小时，经过排气轮126的废气流量小；当废气旁通阀16开度大时，经过排气轮126的废气流量大。
控制器17分别与电机13、转速传感器15和废气旁通阀16连接，控制器17用于根据发动机103转速控制电机13在第一工作模式与第二工作模式之间进行切换。具体地，当转速传感器15检测到发动机103处于低速运转时，控制器17控制电机13以第一工作模式运行，此时蓄电池14为电机13提供电能，电机13带动增压轮124提速转动；当转速传感器15检测到发动机103处于高速运转时，控制器17控制电机13以第二工作模式运行，同时控制废气旁通阀16的开度，调节经过排气轮126的废气流量，此时排气轮126高速转动，电机13将排气轮126转动的机械能转换为电能并存储在蓄电池14中。
本实用新型的涡轮增压装置10的涡轮组件12包括传动轴122和连接在传动轴122上的增压轮124和排气轮126，增压轮124设置在发动机进气管101内，排气轮126设置在发动机排气管102内，电机13分别与传动轴122和蓄电池14连接，电机13包括将蓄电池14的电能转换为机械能输出的第一工作模式和将机械能转换为电能存储在蓄电池14的第二工作模式，控制器17与电机13连接，控制器17用于根据发动机103转速控制电机13在第一工作模式与第二工作模式之间进行切换。因此，本实用新型的涡轮增压装置10在发动机103低速运转时，控制器17可控制电机13输出机械能，使增压轮124提速转动，增加进入发动机103的进气压力，能有效解决发动机103在低速运转时的响应迟滞问题，提高了发动机在低速运转时的输出功率，降低油耗和废气排放；在发动机103高速运转时，电机13可将排气轮126转动的机械能转换为电能，并存储在蓄电池14中，使废气中的能力得到充分利用。
而且，本实用新型的涡轮增压装置10结构简单，且电机13即可作为电动机带动增压轮124提速转动，又能作为发电机将排气轮126转动的机械能转换为电能，降低了汽车开发成本。
此外，在发动机103高速运行时，控制器17还可控制废气旁通阀16的开度，调节经过排气轮126的废气流量，使废气能均匀的流过排气轮126，进一步提高了废气能量的利用效率。
本实用新型还提供了一种汽车，该汽车包括如上所述的涡轮增压装置10。关于汽车的其它结构可以参见现有技术，在此不再赘述。
本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (5)

1.一种涡轮增压装置，其特征在于，包括涡轮组件(12)、电机(13)、蓄电池(14)和控制器(17)，该涡轮组件(12)包括传动轴(122)和连接在该传动轴(122)上的增压轮(124)和排气轮(126)，该增压轮(124)设置在发动机进气管(101)内，该排气轮(126)设置在发动机排气管(102)内，该电机(13)分别与传动轴(122)和该蓄电池(14)连接，该电机(13)包括将该蓄电池(14)的电能转换为机械能输出的第一工作模式和将机械能转换为电能存储在该蓄电池(14)的第二工作模式，该控制器(17)与该电机(13)连接，该控制器(17)用于根据发动机(103)转速控制该电机(13)在该第一工作模式与该第二工作模式之间进行切换。
2.如权利要求1所述的涡轮增压装置，其特征在于，该涡轮增压装置还包括废气旁通阀(16)，该废气旁通阀(16)连接在发动机排气管(102)上，该废气旁通阀(16)与该控制器(17)连接，该控制器(17)用于控制该废气旁通阀(16)开度，进而调节流过该排气轮(126)的废气流量。
3.如权利要求1所述的涡轮增压装置，其特征在于，该涡轮增压装置还包括转速传感器(15)，该转速传感器(15)固定在发动机(103)的曲轴上，且该转速传感器(15)与该控制器(17)连接，该转速传感器(15)用于检测发动机(103)的转速。
4.如权利要求1所述的涡轮增压装置，其特征在于，该电机(13)为BSG电机或ISG电机。
5.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的涡轮增压装置。
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