电辅助离合式动力涡轮复合增压器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107939513A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201810011631.1(22)申请日2018.01.05(71)申请人太原科技大学地址030024山西省太原市万柏林区窊流路66号(72)发明人殷玉枫谢春风邓会栓郑瑶李闯高崇仁(51)Int.Cl.F02B37/10(2006.01)F02B37/18(2006.01)F02B39/10(2006.01)F01D15/10(2006.01)F16D27/04(2006.01)H02K7/108(2006.01)H02K7/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称电辅助离合式动力涡轮复合增压器(57)摘要本发明涉及一种电辅助离合式动力涡轮复合增压器，属于车辆动力机械领域。本发明提出了一种电机外置方案，电动发电机作为辅助电机设置在增压器外，通过齿轮箱将电机能量传递到增压器转子轴，并能够根据不同工况控制离合装置实现齿轮箱与转子轴结合与分离，在发动机高速工况下，可将转子轴剩余的能量通过齿轮箱带动电动发电机发电，这种电机外置方案有效避免了高温对电动发电机电子元件的影响，同时实现了涡轮增压器能量的高效分配和利用；在增压器涡轮端串联一个动力涡轮，利用经过增压器涡轮做功后的二级废气驱动动力涡轮，从而带动电动发电机发电蓄能，提高了废气能量的利用率，改善了发动机的经济性。CN107939513ACN107939513A权利要求书1/1页1.电辅助离合式动力涡轮复合增压器，包括压气机(25)、涡轮(22)、中间体(6)、浮动轴承(11)、转子轴(1)，所述压气机和涡轮分别设置在转子轴的两端，所述中间体位于压气机和涡轮之间、并通过浮动轴承与转子轴配合，其特征在于：所述电辅助离合式动力涡轮复合增压器还包括电动发电机(17)、齿轮箱(4)、动力涡轮(20)、废气旁通阀装置(24)、离合装置(13)，所述齿轮箱、离合装置位于压气机与中间体组成的空间内、围绕转子轴设置，所述齿轮箱下端齿轮(26)与电磁离合器从动盘(35)固定连接，并能通过离合装置的控制与转子轴(1)结合与分离，所述齿轮箱左端通过第一联轴器(18)与电动发电机(17)连接，所述齿轮箱右端通过第二联轴器(19)与动力涡轮(20)连接，所述电辅助离合式动力涡轮复合增压器带有废气旁通系统。2.根据权利要求1所述的电辅助离合式动力涡轮复合增压器，其特征在于：所述离合装置(13)为摩擦式电磁离合器包括电磁离合器从动盘(35)、电磁离合器主动盘(34)，所述电磁离合器从动盘包括套筒(27)、衔铁(28)、从动摩擦片(29)，所述从动摩擦片和衔铁固结在一起，并与套筒固定连接，所述齿轮(26)与套筒固定连接，所述电磁离合器从动盘(35)通过空气轴承(15)与转子轴(1)配合；所述电磁离合器主动盘包括主动摩擦片(30)、滑环(31)、线圈(32)、铁芯(33)，所述主动摩擦片与铁芯固定连接，所述电磁离合器主动盘(34)与转子轴(1)通过花键连接。3.根据权利要求1所述的电辅助离合式动力涡轮复合增压器，其特征在于：所述电动发电机(17)为高速直流无刷电动发电机，所述电动发电机作为辅助电机设置在涡轮增压器外侧，通过齿轮箱(4)将能量传递到转子轴。4.根据权利要求1所述的电辅助离合式动力涡轮复合增压器，其特征在于：所述动力涡轮(20)为径流式涡轮，并与涡轮增压器串联设置，所述动力涡轮废气进口通过排风管道(21)与涡轮增压器的涡轮废气出口和废气旁通支管(23)相连。2CN107939513A说明书1/5页电辅助离合式动力涡轮复合增压器技术领域[0001]本发明属于车辆动力机械领域，具体涉及一种电辅助离合式动力涡轮复合增压器。背景技术[0002]当今涡轮增压器在发动机上的应用越来越普遍，涡轮增压器从结构和工作原理来看，是一种小型的空气压缩机。涡轮增压器利用发动机排放的废气能量来驱动涡轮旋转，从而带动同轴的压气端叶轮旋转，将更多的空气带到气缸内，提高了发动机内空气密度以及空气和燃料的混合比，从而提高发动机输出功率、改善燃烧，达到强化发动机的目的。但是，涡轮增压发动机还存在一些问题。在发动机低速工况下，废气能量少，涡轮转速低，增压压力较低，供气量滞后于供油量。这种情况致使供气不足导致气缸内燃烧变差，出现冒黑烟、加速扭矩不足等问题。一般车用增压器使用更小的蜗壳以提高增压器的转速，还有采用可变喷嘴、可变截面涡轮增压技术，力图扩展低速段的性能。但实践表明上述措施对低工况下增压器的性能改变效果十分有限，原因就是客观上废气的能量不足。发动机和涡轮增压器在低速工况段匹配后，高速工况下会产生废气能量过剩，导致涡轮机超速，引起在高速工况下发动机偏离理想特性。