[发明专利]增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种增压器，具体涉及用电驱动与机械驱动结合的压缩机、涡轮发电机、涡轮与压缩机柔性独立电子离合技术以及电动可变截面技术提高发动机性能的一种实现柔性可控制的废气涡轮增压器。

背景技术

提高发动机的进气压力的设备通常是由发动机燃烧后产生的动力驱动回转机械提供能量。如目前的涡轮增压器通常是由燃烧后的废气驱动涡轮做回转运动，涡轮的回转运动带动了涡轮回转轴高速转动，回转轴高速转动驱动了焊接在涡轮回转轴另一端的压缩机，进而通过驱动压缩机实现发动机的进气压力的提高。这种通过驱动轴或者类似机械驱动压缩机提高进气压力，对于控制进气压力相对刚性。

发明内容

为了改善发动机进气压力的控制，实现增压器的柔性控制，将电气技术与增压器技术相结合，包括电辅助驱动的压缩机，涡轮发电机、电动可变截面机构等，本发明提供一种增压器，包括涡轮和压缩机，以及离合器和驱动压缩机的压缩机电动机，当离合器分离时，压缩机由压缩机电动机驱动，当离合器结合时，压缩机由涡轮驱动。

增压器还包括与涡轮连接的涡轮发电机，涡轮发电机将发动机燃烧后的废气推动涡轮转动的机械能转换为电能，并将这些电能提供给所述压缩机电动机或将电能存储于车载电源。

在发动机低速运行时，通过离合器将涡轮和压缩机断开，由车载电源或由涡轮发电机产生的电能直接驱动压缩机；在发动机高速运行时，离合器结合，同时不提供给压缩机电动机控制电信号，让电动机转子能够自由转动，并且提供涡轮发电机控制电信号，使得涡轮发电机不成为涡轮的负载，涡轮和压缩机连接在一起，发动机产生的废气直接驱动涡轮，并由涡轮驱动压缩机。

离合器为电子离合器，包括电子离合器左线圈和电子离合器右线圈；固定在电子离合器左线圈壳体上的左摩擦片和固定在电子离合器右线圈壳体上的右摩擦片，当离合器结合时，左、右摩擦片结合。

摩擦片由耐油耐磨耐高温的耐磨材料制作的。

电子离合器还包括固定在电子离合器左线圈壳体上的左花键套筒和固定在所述电子离合器右线圈壳体上的右花键套筒，花键套筒中心是中空圆柱筒，内壁有花键槽；通过改变流过电子离合器左线圈和电子离合器右线圈的电流强度，使得电子离合器左右两部分在结合时先缓后急，迅速结合；而在分离时先急后缓，迅速分离。

增压器还包括涡轮回转轴，涡轮回转轴的右端与涡轮的回转中心固定连接，涡轮回转轴的左端是花键轴，其与电子离合器的右花键套筒配合，中间将涡轮发电机的电枢集成在该段上。

增压器还包括压缩机回转轴，压缩机回转轴的左端与压缩机固定连接，右端是花键轴，与电子离合器的左花键套筒配合，中间与压缩机的电动机的电枢集成在一起。

在涡轮发电机的发电机壳体上设置有冷却水道，冷却水道成圆柱网状分布在发电机壳体上，发动机机体的冷却液通过冷却水道对涡轮发电机进行冷却，涡轮发电机的冷却水道上设置有按一定尺寸布置的散热片。

增压器还包括圆柱中空桶状的增压器壳体，，增压器壳体内壁与发电机壳体组成涡轮发电机的冷却水道。

在压缩机电动机的电动机壳体上设置有冷却水道，该冷却水道成圆柱网状分布在电动机壳体上，由增压器壳体的内壁与发电机壳体组成。发动机机体的冷却液通过冷却水道对压缩机电动机进行冷却，该冷却水道上设置有按一定尺寸布置的散热片。

压缩机电动机的冷却水道与涡轮发电机的冷却水道通过增压器壳体相通。

压缩机电动机的冷却水道与涡轮发电机的冷却水道是并联式相通的，冷却液通过设置在增压器壳体上的总进水口进入，分别流向设置在压缩机电动机上的电动机冷却液进口和设置在涡轮发电机上的发电机冷却液进口，冷却液流过电动机壳体和发电机壳体后，从设置在压缩机电动机上的电动机冷却液出口和设置在涡轮发电机上的发电机冷却液出口汇合后，从设置在增压器壳体上的总出水口流出。

总进水口设置在所述总出水口的下方，总进水口的口径小于总出水口的口径。

增压器还包括用来控制涡轮转速的电动可变截面机构。

本发明的涡轮增压器结合了电动压缩机、涡轮发电机、电动可变截面机构以及电子离合器，增压器实现了柔性控制，低速时电子离合器分离涡轮和压缩机，由电池系统直接驱动电动压缩机，提高进气压力，高速时电子离合器结合涡轮和压缩机，涡轮直接驱动压缩机，充分有效利用高速废气能量，并结合对涡轮发电机控制，柔性控制发动机的排气背压，从而更为有效精确控制发动机性能。

附图说明

图1为涡轮增压器和发动机的简化示意图；

图2为新型增压器和发动机的简化示意图；

图3为电动压缩机与涡轮发电机的示意图；