CN215256456U - 一种电辅助涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电辅助涡轮增压器，其包括电机、压气机和涡轮机，所述压气机位于所述电机和涡轮机之间并且压气机一端连接所述电机，另一端连接所述涡轮机；以及散热组件，其包括散热件、散热棒和散热片，所述散热件与所述电机连接，所述散热棒安装在所述压气机内，所述散热片安装在所述压气机和涡轮机之间；本实用新型在实际运用中具有良好的散热效果；整体重量较轻；在运转时，启动效果快于市场上绝大多数产品；提高了使用寿命延长；结构上便于拆卸，有利于维修。

Description

一种电辅助涡轮增压器

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器技术领域，特别是一种电辅助涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量，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，当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，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。

现有技术中，由于电辅助涡轮增压器通常与压气机及涡轮机连接，而废气中的热量很高，废气的热量加热同轴连接的压气机和涡轮机，进而导致大量热量沿导热性能较好的转轴传递到压气机中，进而导致压气机上安装的电驱动机构的温度过高，影响电驱动机构的正常工作，且现有的电辅助涡轮增压器的电机散热性能不强；

现有技术中有采用电机偏置来解决电机散热问题的技术方案，但是电机偏置会导致涡轮增压器整体的同轴度受到影响，因此需要一种解决上述问题的电辅助涡轮增压器。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中，由于电辅助涡轮增压器通常与压气机及涡轮机连接，而废气中的热量很高，进而导致压气机上安装的电驱动机构的温度过高，影响电驱动机构的正常工作，现有技术中有采用电机偏置来解决电机散热问题的技术方案，但是电机偏置会导致涡轮增压器整体的同轴度受到影响。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种电辅助涡轮增压器，其包括电机、压气机和涡轮机，所述压气机位于所述电机和涡轮机之间并且压气机一端连接所述电机，另一端连接所述涡轮机；以及，散热组件，其包括散热件、散热棒和散热片，所述散热件与所述电机连接，所述散热棒安装在所述压气机内，所述散热片安装在所述压气机和涡轮机之间。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：还包括超越离合器，所述超越离合器位于电机和压气机之间，所述电机包括定子、转子、机壳和转子轴，所述转子轴固定安装在所述机壳内，所述转子套设在转子轴上，所述定子套设在所述转子上；所述超越离合器一端固定连接所述转子轴，另一端连接所述压气机。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：所述机壳包括第一套筒和第二套筒，所述第一套筒套设在第二套筒上，所述第一套筒和第二套筒之间设置通风口，所述通风口与机壳内部和压气机内部连通；所述第二套筒内设置挡板，所述挡板直径与第二套筒内径相同，所述转子轴一端垂直连接所述挡板。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：还包括圆轴，所述压气机包括压气机壳和压气机叶轮，所述圆轴与所述转子轴同轴设置，所述超越离合器位于圆轴和转子轴之间并且超越离合器一端连接转子轴，另一端连接圆轴；所述压气机叶轮位于压气机壳内，压气机叶轮和压气机壳一同套设于所述圆轴上。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：所述圆轴穿过所述压气机连接所述涡轮机。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：所述散热件固定安装在挡板上，所述散热棒和散热片安装在所述圆轴上。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：所述散热棒位于压气机壳内并且位于超越离合器和压气机叶轮之间，所述散热棒垂直连接圆轴并在圆轴上圆周分布；所述散热片呈圆环状嵌套在圆轴上，散热片位于压气机和涡轮机之间。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：所述散热件由多个同心设置的散热环组成，所述散热片有多个，皆依次嵌套在所述圆轴上。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：所述超越离合器上嵌套设置扰流板。

作为本实用新型所述电辅助涡轮增压器的一种优选方案，其中：所述扰流板内直径与超越离合器的外直径相同，扰流板套设在所述超越离合器上。

本实用新型的有益效果：本实用新型有益效果如下：

注：(1)A/R值：A/R值越小，即排废气的流速较高，涡轮在低转速区域的增压反应越快，涡轮迟减低，涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压。

(2)增压值：在合理的范围内，增压值大的能迸发更大的动力。

(3)涡轮迟滞：是指气门达到最大开度，增压压力达到最大值所需要的时间，值小代表响应性好。

(4)叶轮间隙：压气机叶轮叶片尖端到压气机壳的距离，值小空气填充效率可大幅提高。

(5)涡轮增压器表面温度，温度低效率高，寿命长，可靠性高。

1、在同样的工况下，现有的涡轮增压器表面温度为387℃，本涡轮增压器表面温度为282℃，相较于现有的涡轮增压器，涡轮表面温度大约低27％，降温效果显著。

2、现有的涡轮增压器重量一般为7-20kg，本涡轮增压器重量大约可减轻0.3kg。

3、由于重量的减轻，涡轮可更早介入工作，启动时间更快，运转效率更高。

4、现有的涡轮增压器现有的涡轮增压器寿命一般在25万公里，而影响其寿命的主要因素就是温度，由第一条可知，本涡轮增压器降温效果明显，故可以进一步提高寿命至30万公里左右。

5、现有的电辅助涡轮增压器，其电机一般中置于涡轮机和压气机之间，拆卸保养维修麻烦，且电机离高温的废气涡轮机近，温度高。本涡轮增压器的电机位于涡轮机和压气机的边侧，便于拆卸保养维修，温度低，在管理检修方面更加快速有效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为第一个实施例中的增压器整体图。

图2为第一个实施例中的电机安装图。

图3为第一个实施例中的电机内部结构图。

图4为第一个实施例中的压气机结构图。

图5为第一和第二个实施例中的整体结构爆炸图。

图6为第二个实施例中的散热环和散热棒在整体结构中的安装图。

图7为第二个实施例中的散热棒和散热片在整体结构中的安装图。

图8为第一和第二个实施例中的整体结构剖面视图

图9为第二个实施例中的本实用新型的有益效果图

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～5和8，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种电辅助涡轮增压器，其包括电机101、压气机102和涡轮机103。

压气机102位于电机101和涡轮机103之间并且压气机102一端连接电机101，另一端连接涡轮机103。

电机101包括定子101a、转子101b、机壳101c和转子轴101d，具体的，机壳101c包括第一套筒101c-1和第二套筒101c-2，两者均呈圆柱状，第一套筒101c-1套设在第二套筒101c-2上且固定连接，第一套筒101c-1内壁上设置环状凸块A，凸块A与第二套筒101c-2外壁固定连接，凸块A的数量至少有两个，本实施例设置有三个，相邻凸块A之间留有一定的距离，同时相邻凸块A之间设置通风口101c-3，通风口101c-3与机壳101c内部和压气机102内部连通。

进一步的，第二套筒101c-2内部空心，两端贯穿连通，第二套筒101c-2内设置圆形挡板101c-4，挡板101c-4的之间与第二套筒101c-2内直径相同，挡板101c-4嵌于第二套筒101c-2端口出，转子轴101d位于第二套筒101c-2内并且一端垂直连接挡板101c-4，转子101b套设在转子轴101d上，定子101a套设在转子101b上。

压气机102包括压气机壳102a和压气机叶轮102b，具体的，还包括有圆轴105和超越离合器104，圆轴105与转子轴101d同轴心设置，超越离合器104位于圆轴105和转子轴101d之间连接两者，转子轴101d一端连接挡板101c-4，另一端连接超越离合器104，超越离合器104的另一端则连接圆轴105，压气机叶轮102b位于压气机壳102a内，两者均同心套设在圆轴105上并且压气机壳102a一端与机壳101c中的第一套筒101c-1固定连接，圆轴105穿过压气机102后与涡轮机103连接。

实施例2

参照图5～9，为本实用新型第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，还包括散热组件200。

由于电辅助涡轮增压器通常与压气机及涡轮机连接，废气中的热量很高废气的热量加热同轴连接的压气机和涡轮机，进而导致大量热量沿导热性能较好的转轴传递到压气机中，进而导致压气机上安装的电驱动机构的温度过高，影响电驱动机构的正常工作，因此需要加装散热组件200，其包括散热件201、散热棒202和散热片203。

进一步的，散热件201设置安装在挡板101c-4上与转子轴相对的一面，并且散热件201由多个同心设置的散热环201a组成，增加机壳101c的散热效果。

进一步的，在压气机壳102a内并且在超越离合器104和压气机叶轮102b之间设置有散热棒202，散热棒202为圆柱结构，垂直连接圆轴105，并且在圆轴105上均匀圆周分布，超越离合器104上设置扰流板106，具体的，扰流板106内直径与超越离合器104的外直径相同，扰流板106套设在超越离合器104上。

当转子轴101d受到涡轮机作用转速过大时，转子轴101d在超越离合器104作用下不会被动带动转子101b转动，进而减小来自与转子101b的阻力；当通风口101c-3进气时，通过扰流板106在进气通道内形成扰流，从而可以接触更大的面积，进而将开放式安装的定子101a和转子101b所产生的热量席卷进而通过散热棒202从机壳101c更有效的排出。

进一步的，散热片203设置在压气机102和涡轮机103之间的圆轴105上，散热片203呈圆环状嵌套在圆轴105上，散热片203的数量同样有多个，依次嵌套在圆轴105上；通过环状散热片203，涡轮机103废气作用到圆轴105上的热量得以在其环状结构作用下散出。

在散热组件200的作用下本实用新型的A/R值为3.6，相对于市场上的4.5降低了20％，即废气的排放流速较高，而增压值也相对高于市场产品的37.5％，由于本实用新型的重量较轻，并且废气和热量排放都更优，经过实验，本实用新型的涡轮迟滞为0.8s，与市场上产品的1.5s相比快46.7％，而叶轮间隙也仅为0.05mm，在使用过程中，经过准确测试，涡轮增压器表面温度仅为282℃，温度低使得运转效率高，寿命长，可靠性高，具体对比效果图如图9所示。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电辅助涡轮增压器，其特征在于：包括，

电机(101)、压气机(102)和涡轮机(103)，所述压气机(102)位于所述电机(101)和涡轮机(103)之间并且压气机(102)一端连接所述电机(101)，另一端连接所述涡轮机(103)；以及，

散热组件(200)，其包括散热件(201)、散热棒(202)和散热片(203)，所述散热件(201)与所述电机(101)连接，所述散热棒(202)安装在所述压气机(102)内，所述散热片(203)安装在所述压气机(102)和涡轮机(103)之间。

2.如权利要求1所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：还包括超越离合器(104)，所述超越离合器(104)位于电机(101)和压气机(102)之间，所述电机(101)包括定子(101a)、转子(101b)、机壳(101c)和转子轴(101d)，所述转子轴(101d)固定安装在所述机壳(101c)内，所述转子(101b)套设在转子轴(101d)上，所述定子(101a)套设在所述转子(101b)上；

所述超越离合器(104)一端固定连接所述转子轴(101d)，另一端连接所述压气机(102)。

3.如权利要求2所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：所述机壳(101c)包括第一套筒(101c-1)和第二套筒(101c-2)，所述第一套筒(101c-1)套设在第二套筒(101c-2)上，所述第一套筒(101c-1)和第二套筒(101c-2)之间设置通风口(101c-3)，所述通风口(101c-3)与机壳(101c)内部和压气机(102)内部连通；

所述第二套筒(101c-2)内设置挡板(101c-4)，所述挡板(101c-4)直径与第二套筒(101c-2)内径相同，所述转子轴(101d)一端垂直连接所述挡板(101c-4)。

4.如权利要求2或3所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：还包括圆轴(105)，所述压气机(102)包括压气机壳(102a)和压气机叶轮(102b)，所述圆轴(105)与所述转子轴(101d)同轴设置，所述超越离合器(104)位于圆轴(105)和转子轴(101d)之间并且超越离合器(104)一端连接转子轴(101d)，另一端连接圆轴(105)；

所述压气机叶轮(102b)位于压气机壳(102a)内，压气机叶轮(102b)和压气机壳(102a)一同套设于所述圆轴(105)上。

5.如权利要求4所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：所述圆轴(105) 穿过所述压气机(102)连接所述涡轮机(103)。

6.如权利要求5所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：所述散热件(201)固定安装在挡板(101c-4)上，所述散热棒(202)和散热片(203)安装在所述圆轴(105)上。

7.如权利要求4所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：所述散热棒(202)位于压气机壳(102a)内并且位于超越离合器(104)和压气机叶轮(102b)之间，所述散热棒(202)垂直连接圆轴(105)并在圆轴(105)上圆周分布；

所述散热片(203)呈圆环状嵌套在圆轴(105)上，散热片(203)位于压气机(102)和涡轮机(103)之间。

8.如权利要求6所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：所述散热件(201)由多个同心设置的散热环(201a)组成，所述散热片(203)有多个，皆依次嵌套在所述圆轴(105)上。

9.如权利要求7所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：所述超越离合器(104)上嵌套设置扰流板(106)。

10.如权利要求9所述的电辅助涡轮增压器，其特征在于：所述扰流板(106)内直径与超越离合器(104)的外直径相同，扰流板(106)套设在所述超越离合器(104)上。

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