[实用新型]一种响应迅速的变量叶轮增压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机涡轮增压技术领域，尤其涉及一种与发动机当前输出功率相匹配的响应迅速的变量叶轮增压装置。 

背景技术

随着汽车制造技术日新月异的发展，人们对汽车发动机性能的要求也越来越高，不仅要拥有强劲的动力，还必须有极高的效率和足够清洁的排放。这就要求发动机在各种工况下都能要达到其最高效的工作状态，以满足发动机在各个工作状态下对于进气量的需求。 

涡轮增压器相当于一个由发动机排出的废气所驱动的空气泵，通过压缩空气来增加发动机的进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，使车辆动力强劲，同时提高了燃油经济性和降低尾气排放。虽然发动机在全负荷状态下时排气量非常可观，但当发动机转速较低时，排气量却小得可怜，此时涡轮增压器就会由于驱动力不足而无法达到工作转速，这样造成的结果就是，在低转速时，涡轮增压器并不能发挥作用，这时涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是“涡轮迟滞”现象。传统解决涡轮迟滞现象的方法是使用小尺寸轻质涡轮，其拥有较小的转动惯量，在发动机较低转速下涡轮就能达到最佳工作转速，从而有效改善涡轮迟滞现象。但由于小涡轮排气截面小，会使排气阻力增加（产生排气回压），因此发动机在大功率和大扭矩的情况下会受到一定影响。 

为解决上述矛盾采用的技术方案一：让涡轮增压发动机在高低转速下都能保证良好的增压效果，VGT（Variable Geometry Turbocharger）可变截面涡轮增压技术便应运而生，其在涡轮的外侧增加了一圈可由电子系统控制角度的导流叶片（参见图1），导流叶片的相对位置固定，但叶片角度可以调整。当系统工作时，废气会顺着导流叶片送至增压涡轮上，通过调整叶片角度控制流过增压涡轮的气体的流量和流速，从而控制涡轮的转速，有效减轻了涡轮迟滞现象，也改善了发动机的响应时间和加速能力。但因废气涡轮增压的排气管温度过高对增压器的机油润滑密封性造成影响，促使密封件磨损，因此废气涡轮增压时烧机油问题始终难以解决。 

为解决上述矛盾采用的技术方案二：采用电子涡轮增压装置，电子涡轮增压装置可以避免类似于废气涡轮增压烧机油问题，但由于采用线性控制电机转速，因此往往在操作者踏下油门需要增速时，增压涡轮响应迟缓，从而极大的影响了发动机增压的效率与效果。 

发明内容

针对现有的涡轮增压技术的不足，本实用新型的目的是提供一种响应迅速且与发动机当前输出功率相匹配的变量叶轮增压装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种响应迅速的变量叶轮增压装置，包括：一涡轮壳体；一设置于所述涡轮壳体内的至少一个涡轮；一涡轮电机；用于驱动所述涡轮；一电子控制单元，用于控制所述涡轮电机；它还包括一可控制气体通过量的变量叶轮，所述变量叶轮由若干叶片组成，所述变量叶轮设置在所述涡轮的进气端或者出气端；所述变量叶轮与一控制变量叶轮的压控器连接，所述压控器与所述电子控制单元连接。

进一步地，所述涡轮包括一吸气涡轮以及一增压涡轮，所述变量叶轮设置在所述吸气涡轮与所述增压涡轮之间。 

进一步地，所述涡轮为一吸气涡轮，所述变量叶轮设置在所述吸气涡轮的出气端。

进一步地，所述涡轮为一增压涡轮，所述变量叶轮设置在所述增压涡轮的进气端。

进一步地，所述壳体内设有一可轴向来回移动的导向轴以及一固定框架，所述导向轴与所述涡轮电机的转子在同一轴线上，所述变量叶轮的一端安装在所述导向轴上，所述变量叶轮的另一端安装在所述固定框架上。 

进一步地，它还包括一设于所述涡轮壳体内的用于改变所述变量叶轮开合角度的驱动装置，所述电子控制单元与所述驱动装置连接，用于控制所述驱动装置轴向来回移动。 

进一步地，它还包括一压控器，进气口压力温度传感器和排气口压力温度传感器，所述压控器设置在所述导向轴的另一端，所述进气口压力温度传感器设置在所述涡轮壳体上进气口一侧，所述排气口压力温度传感器设置在所述涡轮壳体上排气口一侧。 

本专利的有益效果在于：本实用新型涡轮增压装置采用变量叶轮来控制涡轮中气体流量，变量叶轮可以由导向轴控制开度，利用改变变量叶轮的展开程度以达到控制涡轮气体通过量的目的，从而改善涡轮增压装置与发动机的匹配性能。当汽车需要增压时，首先操作者会踏下油门，踏下油门的同时，电子控制单元同步控制变量叶轮的开度，保证增压涡轮的进气量迅速增大，这样涡轮增压几乎与涡轮电机的加速同步，从而有效克服动力输出滞后的缺点。 

附图说明