CN216157719U - 涡轮增压装置以及增压系统 - Google Patents

Abstract

根据本实用新型的涡轮增压装置以及增压系统，涡轮增压装置包括依次设置的起发电机、压轮、一级涡轮、至少一个二级涡轮，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，发动机排气推动所述一级涡轮和所述二级涡轮转动。本实用新型起发电机的设置，改善了现有技术中涡轮的迟滞效应问题，同时，一级涡轮和二级涡轮的设置，提高了发动机排气的利用率。

Description

涡轮增压装置以及增压系统

技术领域

本实用新型涉及涡轮技术领域，尤其涉及一种涡轮增压装置以及增压系统。

背景技术

现有技术中，自然吸气式柴油机有35％以上的燃油能量以热能形式被排放到大气。当前大多数发动机都安装了涡轮增压器以回收利用排气热能。涡轮增压器利用排气热能驱动涡轮旋转，从而带动同一根轴上的压气机(或称压缩机)叶轮旋转，吸入并压缩大气中的新鲜空气。大量压缩空气被压入气缸使燃油在气缸内更充分的燃烧。但是，即使是最先进的涡轮增压器，其排气热能的回收率仅能达到20-30％，依旧有70％以上的排气能量未被利用。以一台13L重型涡轮增压柴油机为例，其发动机最高排气温度在额定功率下达到675度，排气通过涡轮增压器做功后的剩余排气温度为525度。此外，很多车载涡轮增压器为了提高低速扭矩和响应性，使用小流量涡轮，多余排气通过旁通排出，造成排气能量的浪费。

传统的涡轮增压技术中，由于在发动机低转速工况下的发动机排气不足，涡轮增压器不但无法带来动力提升，还会因为阻碍发动机排气产生动力响应迟滞效应。在发动机高转速工况下，发动机排气过剩，为了避免过增压现象，在涡轮增压器上设置旁通阀，将含有很高热量的发动机排气直接排掉，造成了大量的能源浪费。

目前对未被利用的排气能量，即排气余热再利用的技术很多，可是这些现有技术都有各自明显的缺点使其无法大量普及，比如：

1.机械增压复合，大幅增加了发动机排气背压，劣化了发动机本身的燃烧性能，且成本过高，投资回报周期长，投资回报率较低，即使是在发达国家也应用的不普遍。

2.霍尼韦尔e-TURBO和博格华纳的e-booster技术，结构紧凑，无排气背压影响。在涡轮增压器和压气机之间安装一台超高速发电机，使部分涡轮做出的功用于发电机发电。但为了平衡发动机瞬态性能，涡轮不可能做的太大，故此发电量有限，仅数千瓦。

3.朗肯循环，无排气背压影响，发电量可达十数千瓦，但体积庞大，不便于在车辆上安装布置，故鲜有量产的案例。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种涡轮增压装置以及增压系统，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮增压装置，其特征在于，包括依次设置的电动发动两用电机、叶轮、一级涡轮、至少一个二级涡轮，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，发动机排气推动所述一级涡轮和所述二级涡轮转动。

在一个实施例中，所述电动发动两用电机的电机轴轴线、所述叶轮的轴线、所述一级涡轮的轴线、所述二级涡轮的轴线均位于同一条直线上。

在一个实施例中，涡轮增压装置还包括发动机，所述发动机包括发动机进气通道和发动机排气通道，空气经所述叶轮增压后进入发动机进气通道，发动机排气从所述发动机排气通道排出以推动所述一级涡轮。

在一个实施例中，所述发动机的转速在低速状态时，所述电动发动两用电机作为电动机用于增加所述叶轮的转速，所述发动机的转速在高速状态时，所述电动发动两用电机作为发电机，所述一级涡轮和所述二级涡轮带动所述电动发动两用电机旋转发电。

在一个实施例中，所述一级涡轮为径向涡轮，所述二级涡轮为轴向涡轮。

在一个实施例中，所述二级涡轮包括多个串联的轴向涡轮。

在一个实施例中，涡轮增压装置还包括ECU控制器和蓄电池，所述ECU控制器分别连接所述电动发动两用电机和所述蓄电池。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种交通工具，包括上述的涡轮增压装置，交通工具包括汽车、船舶等。

在一个实施例中，所述发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮进气口包括：所述发动机排气从所述发动机排气通道经所述一级涡轮的径向进入所述一级涡轮进气口，所述发动机排气从所述一级涡轮的轴向流出，并经所述二级涡轮的轴向流入所述二级涡轮，所述二级涡轮包括一个或多个串联的轴向涡轮。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮增压系统，包括涡轮增压装置和低压后处理装置，所述涡轮增压装置为上述的涡轮增压装置，所述低压后处理装置位于涡轮增压装置后，用于对发动机排气进行处理后达到排放标准。

于本实用新型一示例中，低压后处理系统的背压低于30KPa、20KPa、15KPa、10KPa、5KPa、3KPa。

于本实用新型一示例中，所述低压后处理系统为电场处理系统。

于本实用新型一示例中，所述涡轮发电系统给所述低压后处理系统供电。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮发电装置，包括涡轮增压器、至少一个二级涡轮单元以及增压器排气通道，所述增压器排气通道具有进口和至少一个出口，所述涡轮增压器包括增压器涡轮排气口，所述增压器排气通道的进口连通所述增压器涡轮排气口，所述增压器排气通道的出口连通所述二级涡轮单元。

在一个实施例中，所述二级涡轮单元包括至少一个二级涡轮。

在一个实施例中，所述二级涡轮单元包括多个二级涡轮，多个所述二级涡轮均为径向涡轮，或均为轴向涡轮，或为径向涡轮和轴向涡轮的组合。

在一个实施例中，所述二级涡轮单元包括涡轮轴、第一涡轮、第二涡轮，所述第一涡轮和所述第二涡轮位于所述涡轮轴上，且相对设置。

在一个实施例中，所述第一涡轮、所述第二涡轮均为径向涡轮。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮发电系统，其特征在于，包括涡轮发电装置，所述涡轮发电装置为上述的涡轮发电装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮发电方法，其特征在于，发动机排气从发动机排气通道进入涡轮增压器，从涡轮增压器流出后分成两支进入二级涡轮单元，一支带动所述二级涡轮单元中的第一涡轮转动，并从第一涡轮的一端流出，另一支带动所述二级涡轮单元中的第二涡轮转动，并从所述第二涡轮的一端流出。

在一个实施例中，一支从第一涡轮的径向进入、轴向流出，另一支从第二涡轮的径向流入、轴向流出，发动机排气进入第一涡轮的方向与进入第二涡轮的方向相同，从第一涡轮流出的方向与从第二涡轮的流出方向相背。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮增压处理系统，其特征在于，包括涡轮发电装置和低压后处理系统，所述低压后处理装置位于涡轮发电装置后，用于对发动机排气进行处理后达到排放标准，所述涡轮增压装置为上述的涡轮增压装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮增压处理方法，其特征在于，发动机排气进入涡轮发电装置，通过涡轮发电装置后进入低压后处理系统，再从低压后处理系统流出。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种涡轮发电装置，包括涡轮增压器、一级涡轮、二级涡轮，所述涡轮增压器与所述一级涡轮和所述二级涡轮连通。

于本实用新型一示例中，所述一级涡轮包括位于一级涡轮径向的一级涡轮进气口、位于一级涡轮轴向的一级涡轮排气口，所述二级涡轮包括位于二级涡轮径向的二级涡轮进气口、位于二级涡轮轴向的二级涡轮排气口，所述一级涡轮进气口与所述二级涡轮进气口的进气方向相同，所述一级涡轮排气口与所述二级涡轮排气口的排气方向相反，且相背。

于本实用新型一示例中，所述一级涡轮和所述二级涡轮的转速相同。

于本实用新型一示例中，所述涡轮增压器包括增压器涡轮、增压器叶轮，所述增压器涡轮包括增压器涡轮进气口、增压器涡轮排气口，所述增压器涡轮排气口与所述一级涡轮和所述二级涡轮连通。

于本实用新型一示例中，其中所述增压器涡轮排气口与所述一级涡轮进气口、所述二级涡轮进气口连通。

于本实用新型一示例中，所述涡轮增压装置还包括发电机，所述发电机位于所述一级涡轮远离所述二级涡轮的一侧，且与所述一级涡轮、二级涡轮在一条直线上。

于本实用新型一示例中，所述发电机包括电机轴，所述电机轴与所述涡轮轴连接。

于本实用新型一示例中，所述涡轮增压装置还包括发动机，所述发动机包括发动机排气通道，所述发动机排气通道连接所述增压器涡轮。

于本实用新型一示例中，所述发动机为六缸发动机。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种涡轮发电系统，包括涡轮发电装置和低压后处理系统。

于本实用新型一示例中，所述低压后处理系统为电场处理系统。

于本实用新型一示例中，所述涡轮发电系统给所述低压后处理系统供电。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种涡轮发电方法，包括发动机排气从发动机排气通道进入涡轮增压器，从涡轮增压器流出后分成两支，一支进入一级涡轮，带动一级涡轮转动，并从一级涡轮的一端流出，另一支进入二级涡轮，带动二级涡轮转动，并从二级涡轮的一端流出。

于本实用新型一示例中，从涡轮增压器流出后的发动机排气分成的两支，一支从一级涡轮的径向进入、轴向流出，另一支从二级涡轮的径向流入、轴向流出。

于本实用新型一示例中，发动机排气进入一级涡轮的方向与进入二级涡轮的方向相同，从一级涡轮流出的方向与从二级涡轮的流出方向相背。

于本实用新型一示例中，发动机排气从发动机排气通道进入涡轮增压器的增压器涡轮，带动增压器涡轮转动，并从增压器涡轮的轴向排气口流出，增压器涡轮转动带动与增压器涡轮同轴的增压器叶轮转动。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种涡轮增压方法，包括：发动机排气进入涡轮发电装置，通过涡轮发电装置后进入低压后处理系统，再从低压后处理系统流出。

于本实用新型一示例中，发动机排气进入涡轮发电装置后，带动涡轮转动，使发动机排气中的能量部分转换为电能。通过涡轮发电装置后的发动机排气进入低压后处理系统，对发动机排气进行处理。

于本实用新型一示例中，利用涡轮发电装置发出的电给低压后处理系统供电。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮发电装置，其特征在于，包括涡轮增压器、涡轮增压器排气通道、至少一个一级涡轮单元、至少一个二极涡轮单元以及至少一个中间进气口，所述涡轮增压器包括增压器涡轮进气口和增压器涡轮排气口，所述一级涡轮单元包括一级涡轮、一级涡轮进气口和一级涡轮出气口，所述二级涡轮单元包括二级涡轮、二级涡轮进气口和二级涡轮出气口，所述一级涡轮出气口与所述二级涡轮进气口连通，所述中间进气口与所述二级涡轮进气口连通，所述涡轮增压器排气通道的进口连通所述增压器涡轮排气口，所述涡轮增压器排气通道的出口连通所述中间进气口。

在一个实施例中，还包括发动机排气通道，所述发动机排气通道包括至少一个发动机排气通道出口。

在一个实施例中，所述发动机排气通道出口包括第一出口和第二出口，所述第一出口连通级涡轮进气口，所述第二出口连通增压器涡轮进气口。

在一个实施例中，连通所述第一出口与所述一级涡轮进气口的通道上设有单向阀。

在一个实施例中，还包括涡轮转轴，所述一级涡轮、二级涡轮位于所述涡轮转轴上，且转速相同。

在一个实施例中，所述一级涡轮为径流涡轮，所述二级涡轮为轴流涡轮。

一个实施例中，还包括发电机，所述发电机包括发电机轴，所述发电机轴与所述涡轮转轴连接，且转速相同。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种交通工具，其特征在于，包括上述的涡轮发电装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮发电系统，其特征在于，包括涡轮发电装置和低压后处理装置，所述涡轮发电装置包括上述任一项涡轮发电装置。

在一个实施例中，发动机排气流向所述一级涡轮的通道上设有单向阀。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种涡轮发电装置，包括一级涡轮、二级涡轮。

于本实用新型一示例中，涡轮发电装置还包括中间进气口，所述一级涡轮包括一级涡轮进气口和一级涡轮出气口，所述二级涡轮包括二级涡轮进气口和二级涡轮出气口，所述一级涡轮出气口与所述二级涡轮进气口连通，所述中间进气口与所述二级涡轮进气口连通。

于本实用新型一示例中，所述涡轮增压器包括涡轮增压器进气口和涡轮增压器出气口，所述涡轮增压器出气口与所述中间进气口连通。

于本实用新型一示例中，所述发电机位于所述一级涡轮进气口一侧。

于本实用新型一示例中，所述涡轮发电装置还包括发动机。

于本实用新型一示例中，所述发动机包括发动机排气通道，所述发动机排气通道连接所述涡轮增压器进气口和所述一级涡轮进气口。

于本实用新型一示例中，所述发动机排气通道连接所述一级涡轮进气口的通道上包括单向阀。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种涡轮发电系统，包括涡轮发电装置和低压后处理系统。

于本实用新型一示例中，所述低压后处理系统的背压低于30KPa、20KPa、 15KPa、10KPa、5KPa、3KPa。

于本实用新型一示例中，所述低压后处理系统为电场处理系统。

于本实用新型一示例中，所述涡轮发电装置给所述低压后处理系统供电。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种涡轮发电方法，包括发动机排气一部分进入涡轮增压器，带动所述涡轮增压器工作，并从所述涡轮增压器流出；发动机排气另一部分进入一级涡轮，带动所述一级涡轮转动，并从所述一级涡轮流出；从所述涡轮增压器流出的发动机排气和从所述一级涡轮流出的发动机排气一起流入二级涡轮，带动所述二级涡轮转动。

于本实用新型一示例中，所述发动机排气另一部分从所述一级涡轮的径向进入，并从所述一级涡轮的轴向流出。

于本实用新型一示例中，所述发动机排气另一部分通过单向阀进入所述一级涡轮。

于本实用新型一示例中，从所述涡轮增压器流出的发动机排气和从所述一级涡轮流出的发动机排气从所述二级涡轮的轴向进入，并从所述二级涡轮的轴向流出。

于本实用新型一示例中，所述一级涡轮和所述二级涡轮同轴，且转速相同。于本实用新型一示例中，所述一级涡轮和所述二级涡轮转动带动发电机发电。

于本实用新型一示例中，还包括：发动机排气从所述二级涡轮流出，进入低压后处理系统。

于本实用新型一示例中，利用涡轮发电装置发出的电给低压后处理系统供电。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中涡轮增压装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中涡轮增压系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3中涡轮发电装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例4中涡轮发电系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例6中涡轮发电装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例7中涡轮发电系统的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

在现有技术中，业界通常说的涡轮增压指的是废气涡轮增压器，传统的涡轮增压技术中，由于在发动机低转速工况下的发动机排气不足，涡轮增压器不但无法带来动力提升，还会因为阻碍发动机排气产生动力响应迟滞效应。在发动机高转速工况下，发动机排气过剩，为了避免过增压现象，在涡轮增压器上设置旁通阀，将含有很高热量的发动机排气直接排掉，该发动机排气没有被充分利用，造成了大量的能源浪费。

实施例1

本实施例在低速状态时由ECU控制蓄电池给电动发动两用电机通电，增加涡轮增压器的转速，使其达到额定值；当发动机的转速及排气温度达到额定值后，供需平衡，蓄电池停止给电机供电，电机处于空载状态；当发动机的转速及排气温度持续上升时，取消传统的放气活门，通过增加电机的负载，使涡轮转速不变，同时电机也处于发电状态；在整个过程中，与涡轮增压器同轴连接一级或多级轴流涡轮，利用涡轮增压器的径向涡轮后的高温尾气继续膨胀做功，带动发电机发电，同时也降低了尾气温度。

在一个实施例中，一种涡轮增压装置包括依次设置的电动发动两用电机、涡轮增压单元以及二级涡轮单元，所述涡轮增压单元包括一级涡轮、一级涡轮进气口、一级涡轮出气口、叶轮、叶轮进气口、叶轮出气口，二级涡轮单元包括二级涡轮进气口、二级涡轮出气口以及至少一个二级涡轮，其中，一级涡轮出气口与二级涡轮进气口连通。

在一个实施例中，一种涡轮增压装置，包括依次设置的电动发动两用电机、叶轮、一级涡轮、至少一个二级涡轮，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，发动机排气推动所述一级涡轮和所述二级涡轮转动，一级涡轮转动带动叶轮转动。

在一个实施例中，所述电动发动两用电机的电机轴轴线、所述叶轮的轴线、所述一级涡轮的轴线、所述二级涡轮的轴线均位于同一条直线上，在其他实施例中,二级涡轮的轴线也可以不与一级涡轮的轴线在同一条直线上。

如图1所示，本实施例提供一种涡轮增压装置10，包括电动发动两用电机1、叶轮2、一级涡轮3、至少一个二级涡轮4，其中，电动发动两用电机1的电机轴轴线、叶轮2的轴线、一级涡轮3的轴线、二级涡轮4的轴线均位于同一条直线上，且按顺序依次分布。

电动发动两用电机1具有电动机或发电机的作用，可以根据实际工况选择性转换功能。例如，当发动机排气不足时，电动发动两用电机1作为电动机，驱动叶轮2、一级涡轮3、二级涡轮4同速转动，同时，叶轮2转动为发动机进气增加压力。当发动机排气过剩时，电动发动两用电机1作为发电机时，发动机排气驱动一级涡轮3、二级涡轮4转动，一级涡轮3、二级涡轮4转动带动叶轮2、电动发动两用电机1转动，叶轮2转动为发动机进气增加压力，电动发动两用电机1转动发电。本实施例电动发动两用电机1的设置，解决了现有技术中涡轮的迟滞效应问题。

在一个实施例中，一级涡轮3可以是径向涡轮或轴向涡轮，二级涡轮4也可以是径向涡轮或轴向涡轮，发动机排气先经过一级涡轮3，再进入二级涡轮4，然后从二级涡轮4流出。本实施例中，一级涡轮3为径向涡轮，二级涡轮4为轴向涡轮，发动机排气从一级涡轮3的径向流入一级涡轮3，经一级涡轮3的轴向流出，并从二级涡轮4的轴向流入二级涡轮4，再从二级涡轮4的轴向流出，这样的布置首先是利用发动机排气径向冲击力大做功效率高的优势驱动径向涡轮即一级涡轮3旋转做功，其次，利用来自一级涡轮3流出的含有很高热量的发动机排气驱动轴向涡轮即二级涡轮4旋转做功，从而让含有很高热量的发动机排气得到充分使用，这部分是利用了热膨胀做功效率高的优势，最终一级涡轮3和二级涡轮4做功旋转并带动电动发动两用电机1发电。本实施例这样的径向涡轮与轴向涡轮结合，充分发挥了各自的优势，不仅同时实现了发电与尾气降温的效果，而且实现了系统要求的最优。

叶轮2和一级涡轮3形成涡轮增压组合，发动机进气和发动机排气均通过该涡轮增压组合，以实现发动机涡轮增压。

二级涡轮4可以包括至少一个二级涡轮或多个二级涡轮，各二级涡轮单元的连接方式可以是任何合适的连接方式。当二级涡轮4为径向涡轮时，发动机排气从二级涡轮4中的一个或多个二级涡轮的径向流入，轴向流出。当二级涡轮4为轴向涡轮时，发动机排气从二级涡轮4中的一个或多个二级涡轮的轴向流入，轴向流出。优选的，二级涡轮4中的一个或多个二级涡轮均为轴向涡轮，多个二级涡轮串联连接。图1示例性地给出了由两个轴向涡轮串联组成的二级涡轮4。

同时，一级涡轮3和二级涡轮4的设置，增加了发动机排气做功效率，提高了发动机排气利用率。

电动发动两用电机1、叶轮2、一级涡轮3、二级涡轮4形成组合式装置，发动机进气和发动机排气均通过该组合式装置，以改善涡轮迟滞效应和发动机排气利用效率。此外，该组合式装置可以不限定用于发动机，还可以用于其他合适的场景。

涡轮增压装置10还包括一级涡轮轴、二级涡轮轴。叶轮2和一级涡轮3位于一级涡轮轴上，二级涡轮4位于二级涡轮轴上。电动发动两用电机1包括电机轴。电机轴与一级涡轮轴、一级涡轮轴与二级涡轮轴均通过联轴器连接。

电动发动两用电机1、叶轮2、一级涡轮3、二级涡轮4同速转动的转速可以为0.7-5万转/min，电动发动两用电机1的功率可以为10-20KW。

涡轮增压装置10还包括ECU控制器6和蓄电池7，ECU控制器6连接电动发动两用电机1和蓄电池7。通过ECU控制器6控制电动发动两用电机1的功能转换，具体的，当发动机排气不足时，ECU控制器6控制蓄电池7为电动发动两用电机1供电，电动发动两用电机1作为电动机，驱动叶轮2、一级涡轮3、二级涡轮4同速转动。当发动机排气过剩时，发动机排气驱动一级涡轮3、二级涡轮 4转动，一级涡轮3、二级涡轮4转动带动叶轮2、电动发动两用电机1转动， ECU控制器6控制电动发动两用电机1作为发电机，为蓄电池7充电。

涡轮增压装置10还包括发动机5，发动机5包括发动机进气通道51和发动机排气通道52，发动机进气通道51连通叶轮2的出气口，发动机排气通道52 连通一级涡轮3进气口。图1中实心箭头的方向为发动机进气方向，空心箭头的方向为发动机排气方向。发动机排气通过发动机排气通道52进入一级涡轮3，给一级涡轮3的转动提供驱动力。气体通过叶轮2增压后进入发动机进气通道 51，再从发动机进气通道51进入发动机5，为发动机5提供高压进气。

本实施例提供了一种交通工具，包括上述的涡轮增压装置。

在一个实施例中，交通工具包括汽车、船舶等。

本实施例提供了一种涡轮增压方法，包括以下步骤：

发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮进气口，推动所述一级涡轮转动，一级涡轮转动带动叶轮与二级涡轮转动，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，空气进入叶轮进气口，经叶轮增压后进入发动机进气通道；或

发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮进气口，推动所述一级涡轮转动，所述一级涡轮转动带动电动发动两用电机、叶轮、二级涡轮转动，发动机排气从所述一级涡轮流向所述二级涡轮，空气进入叶轮进气口，经叶轮增压后进入发动机进气通道。

在一个实施例中，所述发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮进气口包括：所述发动机排气从所述发动机排气通道经所述一级涡轮的径向进入所述一级涡轮进气口，所述发动机排气从所述一级涡轮的轴向流出，并经所述二级涡轮的轴向流入所述二级涡轮，所述二级涡轮包括一个或多个串联的轴向涡轮。

在一个实施例中，提供一种涡轮增压方法，包括以下步骤中的至少一种：

S1：电动发动两用电机带动叶轮、一级涡轮、二级涡轮转动，发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮，推动一级涡轮转动，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，空气进入叶轮，经叶轮增压后进入发动机进气通道；

S2：发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮，推动一级涡轮转动，一级涡轮转动带动叶轮与二级涡轮转动，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，空气进入叶轮，经叶轮增压后进入发动机进气通道；

S3：发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮，推动一级涡轮转动，一级涡轮转动带动电动发动两用电机、叶轮、二级涡轮转动，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮，空气进入叶轮，经叶轮增压后进入发动机进气通道。

其中，S1、S2、S3中，发动机排气从发动机排气通道进入一级涡轮具体可以是：发动机排气从发动机排气通道经一级涡轮的径向进入一级涡轮。

S1、S2、S3中，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮具体可以是：发动机排气从一级涡轮的轴向流出，并经二级涡轮的轴向流入二级涡轮。

S1、S2、S3中，气体进入叶轮，经叶轮增压后进入发动机进气通道具体可以是：气体从叶轮的轴向进入叶轮，经叶轮增压后从叶轮的径向进入发动机进气通道。

S1、S2、S3中，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮具体可以是：多个二级涡轮单元串联组成二级涡轮，发动机排气从一级涡轮流向多个二级涡轮单元。

S1中，电动发动两用电机带动叶轮、一级涡轮、二级涡轮转动具体可以是： ECU控制器控制蓄电池给电动发动两用电机供电，使电动发动两用电机带动叶轮、一级涡轮、二级涡轮转动。

S3中，一级涡轮转动带动电动发动两用电机、叶轮、二级涡轮转动，发动机排气从一级涡轮流向二级涡轮具体可以是：ECU控制器控制电动发动两用电机转动产生的机械能转化为蓄电池的电能。

本实施例具有以下有益效果：

1.本实施例利用电动发动两用电机与叶轮和一级涡轮的结合，使发动机在排气不足时，可以由电动发动两用电机带动叶轮和一级涡轮转动，既能减小发动机排气阻力又能增加发动机进气压力，改善现有技术中的涡轮迟滞效应，同时，当发动机排气过剩时，还能将多余的发动机排气利用起来，避免了能量的大量浪费。

2.本实施例利用一级涡轮与二级涡轮的结合，增加了发动机排气做功效率，使发动机排气能够得到更充分的利用。

实施例2

本实施例提供一种涡轮增压系统，包括如图2所示的涡轮增压装置10和低压后处理装置20。

其中，涡轮增压装置10可以包括单轴向或单径向涡轮，也可以是多个轴向涡轮的组合，也可以是多个径向涡轮的组合，还可以是轴向涡轮和径向涡轮的组合等。具体的，涡轮增压装置10可以是实施例1中的涡轮增压装置10。

在一个实施例中，涡轮增压装置10发出的电可以供低压后处理系统20用电。

在一个实施例中，低压后处理装置20位于涡轮增压装置10后，用于对发动机排气进行处理，使发动机排气排入大气中时达到排放标准。低压后处理装置 20的背压低于国六后处理系统同等水平，例如，低压后处理装置20的背压低于 30KPa、20KPa、15KPa、10KPa、5KPa、3KPa。具体的，低压后处理装置20 可以是电场处理系统。

实施例3

实施例提供了一种涡轮发电装置，包括涡轮增压器、至少一个二级涡轮单元以及增压器排气通道，所述增压器排气通道具有进口和至少一个出口，所述涡轮增压器包括增压器涡轮排气口，所述增压器排气通道的进口连通所述增压器涡轮排气口，所述增压器排气通道的出口连通所述二级涡轮单元。

在一个实施例中，所述二级涡轮单元包括至少一个二级涡轮，即二级涡轮单元包括一个或多个二级涡轮。

在一个实施例中，二级涡轮单元中的二级涡轮可以全部为径向涡轮，也可以为可以全部为轴向涡轮，或者可以部分为径向涡轮，部分为轴向涡轮。

在一个实施例中，所述二级涡轮单元包括涡轮轴和两个二级涡轮，即第一涡轮、第二涡轮，所述第一涡轮和所述第二涡轮位于所述涡轮轴上，且镜像相对设置。

在一个实施例中，所述第一涡轮、所述第二涡轮均为径向涡轮。

如图3所示，本实施例提供一种涡轮发电装置，包括涡轮增压器21、二级涡轮单元以及增压器排气通道29，二级涡轮单元包括第一涡轮22、第一涡轮进气口、第一涡轮排气口、第二涡轮23、第二涡轮进气口、第二涡轮排气口以及涡轮轴24，第一涡轮22、第二涡轮23位于涡轮轴24上，且相对设置。增压器排气通道具有进口和至少一个出口，所述涡轮增压器包括增压器涡轮211、增压器涡轮进气口、增压器涡轮排气口以及增压器叶轮212。实施例中，增压器排气通道29具有进口和两个出口，即第一出口292和第二出口293，涡轮增压器21通过排气通道29分别与第一涡轮进气口和第二涡轮进气口连通。具体地，增压器排气通道29的进口连通增压器涡轮排气口，增压器排气通道29的第一出口 292连通第一涡轮进气口，增压器排气通道的第二出口293连通第二涡轮进气口。

实施例中的高温的增压器排气通过增压器排气通道29被均分为两路，分别进入同轴双涡轮装置(二级涡轮单元)。同轴双涡轮装置有一对互为镜像的尾气涡轮和涡壳，两个涡轮背对背由一根轴联结在一起，由于进气压力、温度和转子转速基本近似，故两个涡轮的轴向力相互抵消或很小，能够达到自平衡状态，这样对于轴承的选择范围就变得很广，从而降低了制造成本。

在一个实施例中，涡轮由一对滑动轴承为转子提供支撑。

第一涡轮22、第二涡轮23可以都是轴向涡轮，也可以都是径向涡轮，也可以是径向和轴向的结合。优选的，第一涡轮12、第二涡轮23均为径向涡轮。具体地，第一涡轮进气口位于第一涡轮22的径向，第一涡轮排气口位于第一涡轮 22的轴向，第二涡轮进气口位于第二涡轮23的径向，第二涡轮排气口位于第二涡轮23的轴向，第一涡轮进气口与第二涡轮进气口的进气方向相同，第一涡轮排气口与第二涡轮排气口的排气方向相反，且相背。

当第一涡轮22、第二涡轮23均为径向涡轮时，可以由一对轴承为涡轮轴提供支撑，而不需要用止推销抑制涡轮的轴向漂移，结构简单。

第一涡轮22与第二涡轮23互为镜像，且转速相同。来自涡轮增压器21的发动机排气在第一涡轮进气口和第二涡轮进气口处的进气压力、温度基本相同，高温排气被平均分配利用。本实施例在同一根轴上串联两个大小形状相同的涡轮，发动机排气可以带动第一涡轮22和第二涡轮23同速转动，最大限度避免了两个涡轮之间的相互影响。

涡轮增压器21包括增压器涡轮211、增压器叶轮212、增压器涡轮进气口、增压器涡轮排气口。增压器涡轮进气口位于增压器涡轮的径向，增压器涡轮排气口位于增压器涡轮的轴向，且远离增压器叶轮212。发动机排气从增压器涡轮211 的径向上的增压器涡轮进气口进入增压器涡轮211的腔室，带动增压器涡轮211 转动，然后从增压器涡轮211的轴向上的增压器涡轮排气口远离增压器叶轮212 的一侧离开增压器涡轮211。增压器涡轮211转动带动与增压器涡轮211同轴的增压器叶轮212同速转动，为发动机进气增压。

增压器涡轮排气口与第一涡轮22和第二涡轮23的进气口连通。具体的，增压器涡轮排气口与第一涡轮进气口和第二涡轮进气口连通，从增压器涡轮排气口流出的发动机排气分成两支，一支从第一涡轮进气口流入，带动第一涡轮22转动，并从第一涡轮排气口流出，另一支从第二涡轮进气口流入，带动第二涡轮23转动，并从第二涡轮排气口流出。

涡轮发电装置还包括发电机25，发电机25位于第一涡轮22远离第二涡轮 23的一侧，发电机25的旋转轴的轴线与第一涡轮22的轴线、第二涡轮23的轴线在同一条直线上。第一涡轮22与第二涡轮23转动可以带动发电机25发电。

具体的，发电机25包括电机轴，电机轴与涡轮轴24连接，连接方式可以是任何合适的方式，如采用联轴器。第一涡轮22与第二涡轮23转动带动电机轴转动，使发电机25发电。

涡轮增压装置还包括发动机26，发动机26包括发动机排气通道，发动机排气通道连通增压器涡轮进气口，使发动机排气进带动增压器涡轮211转动。

在一个实施例中，发动机26可以为六缸发动机。

实施例中的废气涡轮增压器前旁通的排气被引入一个小流量涡轮从而带动发电机发电。既不影响发动机背压又可利用旁通的排气能量发电。此方案的潜在好处是允许涡轮增压器使用更小流量的涡轮以提高发动机低速扭矩和改善瞬态响应性。

本实施例使用两个较小流量的涡轮即可以提高排气流通速度又可以克服大流量涡轮的缺点，即将涡轮增压器流出后的发动机排气分成的两支的结构，既提高了排气流通速度又可以克服大流量涡轮的缺点，同时涡轮的效率较高，可大幅度提高发动机排气的能量转化率。

进一步地，高温排气被平均分配利用，两个涡轮大小相同且镜像设置使得其轴向力相互抵消，能够达到自平衡状态，这样对于轴承的选择范围就变得很广，从而降低了制造成本。

通常在发动机高转速工况下，发动机排气过剩，为了避免过增压现象，在涡轮增压器上设置旁通阀，将含有很高热量的发动机排气直接排掉，该发动机排气没有被充分利用，造成了大量的能源浪费。

本实施例利用涡轮增压器的径向涡轮后的高温尾气带动二级涡轮转动并带动发电机发电。

本实施例提供了一种交通工具，包括上述的涡轮发电装置。

在一个实施例中，交通工具包括汽车、船舶等。

本实施例提供一种涡轮发电方法，包括：

在一个实施例中，发动机排气从发动机排气通道进入涡轮增压器，从涡轮增压器流出后进入二级涡轮单元。

本实施例中，从涡轮增压器流出后发动机排气分成两支进入二级涡轮单元，一支进入第一涡轮，带动第一涡轮转动，并从第一涡轮的一端流出，另一支进入第二涡轮，带动第二涡轮转动，并从第二涡轮的一端流出。

其中，从涡轮增压器流出后的发动机排气分成的两支，一支从第一涡轮的径向进入、轴向流出，另一支从第二涡轮的径向流入、轴向流出。发动机排气进入第一涡轮的方向与进入第二涡轮的方向相同，从第一涡轮流出的方向与从第二涡轮的流出方向相背。具体的，发动机排气从第一涡轮径向上的一级涡轮进气口进入一级涡轮，并从第一涡轮轴向上的远离第二涡轮一侧的第一涡轮排气口流出。发动机排气从第二涡轮径向上的第二涡轮进气口进入第二涡轮，并从第二涡轮轴向上的远离第一涡轮一侧的第二涡轮排气口流出。

第一涡轮和第二涡轮同轴，且转速相同。在第一涡轮进气口和第二涡轮进气口处，进气压力、温度基本相同，发动机进气排气可以带动第一涡轮和第二涡轮同速转动。

发动机排气从发动机排气通道进入涡轮增压器的增压器涡轮，带动增压器涡轮转动，并从增压器涡轮的轴向排气口流出，增压器涡轮转动带动与增压器涡轮同轴的增压器叶轮转动。

第一涡轮、第二涡轮转动带动发电机发电。

本实施例的涡轮发电方法将涡轮增压器流出后的发动机排气分成的两支，既提高了排气流通速度又可以克服大流量涡轮的缺点，同时涡轮的效率较高，可大幅度提高发动机排气的能量转化率。

实施例4

如图4所示，本实施例提供一种涡轮增压处理系统，包括涡轮发电装置210 和低压后处理装置220，涡轮发电装置210可以包括至少一个二级涡轮单元，例如，二级涡轮单元中的涡轮可以是一个轴向或径向涡轮，也可以是多个轴向涡轮的组合，也可以是多个径向涡轮的组合，还可以是轴向涡轮和径向涡轮的组合。具体的，涡轮发电装置为实施例1中的涡轮发电装置。

低压后处理装置220位于涡轮增压装置210后，低压后处理装置220的背压低于国六后处理系统同等水平，具体的，低压后处理系统220的背压低于30KPa、 20KPa、15KPa、10KPa、5KPa、3KPa。低压后处理装置220可以是电场处理系统。

本实施例应用于安装了无压力降尾气后处理装置的13升柴油机，实验结果显示排气背压低于30KPa(与国六后处理系统同等水平)、结构紧凑、发电量数倍于朗肯循环和e-TURBO。

在一个实施例中，涡轮发电装置210发出的电可以供低压后处理装置220用电。

实施例5

本实施例提供一种涡轮增压处理方法，包括：

发动机排气进入涡轮发电装置，通过涡轮发电装置后进入低压后处理系统，再从低压后处理系统流出。

其中，发动机排气进入涡轮发电装置后，带动涡轮转动，使发动机排气中的能量部分转换为电能。通过涡轮发电装置后的发动机排气进入低压后处理系统，对发动机排气进行处理。

在其中一种示例中，利用涡轮发电装置发出的电可以给低压后处理系统供电。

实施例6

在一个实施例中，一种涡轮发电装置包括涡轮增压器、涡轮增压器排气通道、至少一个一级涡轮单元、至少一个二极涡轮单元以及至少一个中间进气口，所述涡轮增压器包括增压器涡轮进气口和增压器涡轮排气口，所述一级涡轮单元包括一级涡轮、一级涡轮进气口和一级涡轮出气口，所述二级涡轮单元包括二级涡轮、二级涡轮进气口和二级涡轮出气口，所述一级涡轮出气口与所述二级涡轮进气口连通，所述中间进气口与所述二级涡轮进气口连通，所述涡轮增压器排气通道的进口连通所述增压器涡轮排气口，所述涡轮增压器排气通道的出口连通所述中间进气口。

在一个实施例中，涡轮发电装置还包括发动机排气通道，所述发动机排气通道包括至少一个发动机排气通道出口。

在一个实施例中，所述发动机排气通道出口包括第一出口和第二出口，所述第一出口连通一级涡轮进气口，所述第二出口连通增压器涡轮进气口。

在一个实施例中，连通所述第一出口与所述一级涡轮进气口的通道上设有单向阀，用于控制通向一级涡轮的发动机排气量。

在一个实施例中，涡轮发电装置还包括涡轮转轴，所述一级涡轮、所述二级涡轮均位于所述涡轮转轴上，且转速相同。

在一个实施例中，所述一级涡轮为径流涡轮，所述二级涡轮为轴流涡轮。在其他实施例中，所述一级涡轮为轴流涡轮，所述二级涡轮为径流涡轮，或者，所述一级涡轮和所述二级涡轮均为径流涡轮，或者，所述一级涡轮和所述二级涡轮均为轴流涡轮。

在一个实施例中，涡轮发电装置还包括发电机，所述发电机包括发电机轴，所述发电机轴与所述涡轮转轴连接，且转速相同，所述发电机位于所述一级涡轮出气口的相反一侧。

在一个实施例中，一种涡轮发电装置包括涡轮增压器、涡轮增压器排气通道、至少一个一级涡轮单元、至少一个二极涡轮单元以及至少一个中间进气口，所述涡轮增压器包括增压器涡轮进气口和增压器涡轮排气口，所述一级涡轮单元包括一级涡轮、一级涡轮进气口和一级涡轮出气口，所述二级涡轮单元包括二级涡轮、二级涡轮进气口和二级涡轮出气口，所述一级涡轮出气口与所述二级涡轮进气口连通，所述中间进气口与所述二级涡轮进气口连通，所述涡轮增压器排气通道的进口连通所述增压器涡轮排气口，所述涡轮增压器排气通道的出口连通所述中间进气口。

如图5所示，本实施例提供一种涡轮发电装置310，包括涡轮增压器35、涡轮增压器排气通道353、至少一个一级涡轮单元、至少一个二级涡轮单元以及至少一个中间进气口33，具体的，涡轮增压器35包括增压器涡轮351、增压器涡轮进气口、增压器涡轮出气口以及增压器叶轮352、增压器叶轮进气口、增压器叶轮出气口。增压器涡轮351和增压器叶轮352同轴且转速相同。增压器涡轮进气口位于增压器涡轮351径向，增压器涡轮出气口位于增压器涡轮351轴向，且远离增压器叶轮352。涡轮增压器进气口即为增压器涡轮进气口，涡轮增压器出气口即为增压器涡轮出气口。增压器叶轮进气口位于增压器叶轮352轴向，且远离增压器涡轮351，增压器叶轮出气口位于增压器叶轮352径向。

一级涡轮单元包括一级涡轮31、一级涡轮进气口和一级涡轮出气口，二级涡轮单元包括二级涡轮32、二级涡轮进气口和二级涡轮出气口，所述一级涡轮出气口与所述二级涡轮进气口连通，所述中间进气口与所述二级涡轮进气口连通，所述涡轮增压器排气通道353的进口连通所述增压器涡轮排气口，所述涡轮增压器排气通道353的出口连通所述中间进气口33。其中，中间进气口33位于一级涡轮31与二级涡轮32之间，中间进气口33与二级涡轮进气口连通，涡轮增压器出气口与中间进气口33连通。图1中的箭头所示方向为发动机排气流动方向。

一级涡轮31、二级涡轮32可以都是轴流涡轮，也可以都是径流涡轮，也可以是径向和轴向的结合。实施例中，一级涡轮31为径流涡轮，二级涡轮32为轴流涡轮。

当一级涡轮31为径流涡轮，二级涡轮32为轴流涡轮时，一级涡轮进气口位于一级涡轮31径向，一级涡轮出气口位于一级涡轮31轴向，二级涡轮进气口位于二级涡轮32轴向，二级涡轮出气口位于二级涡轮32轴向。

涡轮发电装置还包括涡轮转轴34，一级涡轮31、二级涡轮32位于涡轮转轴 34上，且转速相同。其中，一级涡轮31位于二级涡轮32进气口一侧，也就是说，一级涡轮出气口正对二级涡轮进气口。

涡轮发电装置还包括发电机36。发电机36包括发电机轴，发电机轴与涡轮转轴34连接，且转速相同。发电机36位于非一级涡轮出气口一侧，也就是说，一级涡轮出气口远离发电机36，一级涡轮31位于发电机36二级涡轮2之间。

涡轮发电装置还包括发动机37。

在一个实施例中，发动机37包括发动机进气通道、发动机排气通道，所述发动机排气通道包括至少一个发动机排气通道出口。其中，发动机进气通道连接增压器叶轮出气口。

在本实施例中，所述发动机排气通道出口包括第一出口和第二出口，所述第一出口连通一级涡轮进气口，所述第二出口连通增压器涡轮进气口。即发动机排气通道一端连通发动机排气出口，另一端具有两支出口，一支出口即发动机排气通道第二出口连通涡轮增压器进气口(即位于增压器涡轮351径向上的增压器涡轮进气口)，另一支出口即发动机排气通道第一出口连通位于一级涡轮31径向上的一级涡轮进气口。

在本实施例中，在发动机排气通道连接一级涡轮进气口的通道上，即连通所述第一出口与所述一级涡轮进气口的通道上设有单向阀38。单向阀38可以在发动机37排气不足时关闭，在发动机37排气过剩时开启，将多余的排气旁通进入一径流式涡轮机，高温高压的排气在此带动一级涡轮31旋转，这里是利用发动机排气径向冲击力大做功效率高的优势驱动径向涡轮即一级涡轮31旋转做功，其次，利用来自一级涡轮31流出的还含有很高热量的发动机排气加上来自增压器涡轮351排出的通过涡轮增压器排气通道353经过中间进气口33进入的发动机排气一起驱动二级涡轮32旋转做功，从而让还含有很高热量的发动机排气得到充分使用，这部分是利用了热膨胀做功效率高的优势，最终一级涡轮31和二级涡轮32做功旋转并带动发电机36发电。本实施例这样的分段利用，充分发挥了两股气体各自的优势，提高了排气能量的利用率，实现了系统要求的最优。

另外，实施例中的废气涡轮增压器前旁通的排气被引入一个小流量涡轮从而带动发电机36发电。这样既不影响发动机背压又可利用旁通的排气能量发电。此方案的另一个潜在好处是允许涡轮增压器使用更小流量的涡轮以提高发动机低速扭矩和改善瞬态响应性。因此，仅利用涡轮增压器旁通的排气发电，既不会影响涡轮增压器后的排气背压，减小一级涡轮31和二级涡轮32对排气背压的影响。另外还提高了排气能量的利用率。

本实施例提供了一种交通工具，包括上述的涡轮发电装置。

在一个实施例中，交通工具包括汽车、船舶等。

实施例7

如图6所示，本实施例提供一种涡轮发电系统，包括涡轮发电装置310和低压后处理装置320，涡轮发电装置310可以包括至少一个涡轮，例如，可以是一个轴向或径向涡轮，也可以是多个轴向涡轮的组合，也可以是多个径向涡轮的组合，还可以是轴向涡轮和径向涡轮的组合。低压后处理装置320的背压低于国六后处理系统同等水平，具体的，低压后处理系统20的背压低于30KPa、20KPa、 15KPa、10KPa、5KPa、3KPa。

具体的，涡轮发电装置为实施例1中的涡轮发电装置，低压后处理装置320 可以是电场处理系统。

在一个实施例中，涡轮发电装置310发出的电可以供低压后处理装置320用电。

本实施例提供一种涡轮增压方法，包括：

发动机排气一部分进入涡轮增压器，带动涡轮增压器工作，并从涡轮增压器流出；

发动机排气另一部分进入一级涡轮，带动一级涡轮转动，并从一级涡轮流出；

从涡轮增压器流出的发动机排气和从一级涡轮流出的发动机排气一起流入二级涡轮，带动二级涡轮转动。

其中，发动机排气一部分从涡轮增压器中的增压器涡轮的径向进入增压器涡轮，并带动增压器涡轮转动，然后从增压器涡轮轴向流出。增压器涡轮转动带动同轴的增压器叶轮同速转动。空气从增压器叶轮的轴向流入，经增压器叶轮增压后，从增压器叶轮的径向流出，进入发动机，为发动机进气增压。

发动机排气另一部分从一级涡轮的径向进入一级涡轮，带动一级涡轮转动，并从一级涡轮的轴向流出。一级涡轮转动带动同轴的二级涡轮同速转动，并通过发电机发电。发动机排气另一部分通过单向阀进入一级涡轮。当发动机排气不足时关闭单向阀，发动机排气过剩时开启单向阀，使一级涡轮和二级涡轮对排气背压的影响尽可能减小。

从涡轮增压器流出的发动机排气和从一级涡轮流出的发动机排气从二级涡轮的轴向进入，带动二级涡轮转动，并从二级涡轮的轴向流出。

从二级涡轮流出的发动机排气进入低压后处理系统，低压后处理系统对发动机排气进行净化处理，使发动机排气达到排放标准。

于本实施例中，可以利用涡轮发电装置发出的电给低压后处理系统供电。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种涡轮增压装置，其特征在于，包括依次设置的电动发动两用电机、叶轮、一级涡轮、至少一个二级涡轮、一级涡轮轴、二级涡轮轴，所述叶轮和所述一级涡轮位于所述一级涡轮轴上，所述二级涡轮位于所述二级涡轮轴上，所述电动发动两用电机具有电机轴，所述电机轴与所述一级涡轮轴相连接，所述一级涡轮轴与所述二级涡轮轴相连接，发动机排气通道连通所述一级涡轮的进气口，发动机排气通过所述发动机排气通道进入所述一级涡轮，并从一级涡轮流向二级涡轮，发动机排气推动所述一级涡轮和所述二级涡轮转动。

2.如权利要求1所述的涡轮增压装置，其特征在于，所述电动发动两用电机的电机轴轴线、所述叶轮的轴线、所述一级涡轮的轴线、所述二级涡轮的轴线均位于同一条直线上。

3.如权利要求1或2所述的涡轮增压装置，其特征在于，还包括发动机，所述发动机包括发动机进气通道和发动机排气通道，空气经所述叶轮增压后进入发动机进气通道，发动机排气从所述发动机排气通道排出以推动所述一级涡轮。

4.如权利要求3所述的涡轮增压装置，其特征在于，所述发动机的转速在低速状态时，所述电动发动两用电机作为电动机用于增加所述叶轮的转速，所述发动机的转速在高速状态时，所述电动发动两用电机作为发电机，所述一级涡轮和所述二级涡轮带动所述电动发动两用电机旋转发电。

5.如权利要求1或2所述的涡轮增压装置，其特征在于，所述一级涡轮为径向涡轮，所述二级涡轮为轴向涡轮。

6.如权利要求1或2所述的涡轮增压装置，其特征在于，所述二级涡轮包括多个串联的轴向涡轮。

7.如权利要求1所述的涡轮增压装置，其特征在于，还包括ECU控制器和蓄电池，所述ECU控制器分别连接所述电动发动两用电机和所述蓄电池。

8.一种涡轮增压系统，其特征在于，包括涡轮增压装置和低压后处理装置，所述涡轮增压装置为权利要求1至7中任一项所述的涡轮增压装置，所述低压后处理装置位于涡轮增压装置后，用于对发动机排气进行处理后达到排放标准。

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