[实用新型]电辅助涡轮增压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种废气涡轮增压器，尤其涉及一种电辅助涡轮增压器。

技术背景

增压器在内燃发动机上的实现形式有机械、电动、直接、间接等多种，其中废气涡轮增压器的综合性能比较优秀，获得了普遍应用。

普通涡轮增压器其流量、效率、压比与发动机在一定的范围匹配。在发动机转速较低的工况下，废气能量少，涡轮转速较低，增压压力较低。这种情况会导致进气量不足，引起发动机的输出功率和排放难以达到要求。一般车用增压器使用更小的涡壳以提高增压器的转速，还有采用可变喷嘴/截面涡轮增压器技术，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善效果十分有限，原因就是客观上废气的能量不足。发动机和涡轮增压器在较低工况段匹配后，高速工况下会产生废气能量过剩，导致涡轮机超速、产生过剩的增压排量，引起在高速工况下发动机偏离理想特性。为此，多数涡轮增压器设有废气旁路机构，高速工况下废气旁路打开而泄放部分废气，涡轮增压器只利用废气的一部分进行工作。因此利用废气驱动涡轮旋转，带动压气机增压的技术形式存在两个较大缺陷：一是增压器排量不能与发动机在全工况下理想匹配；二是所谓“涡轮延迟”效应。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决目前利用废气驱动涡轮旋转的增压器存在排量不能与发动机在全工况下理想匹配和“涡轮延迟”效应的问题，提供一种具有结构简单，使用方便，高可靠性等特点的电辅助涡轮增压器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电辅助涡轮增压器，它包括涡轮增压器，它还包括辅助增压电动机，该辅助增压电动机与涡轮增压器装配在一起，电机转子与涡轮增压器的转子轴同轴连接，同时辅助增压电动机还与辅助控制电路连接。

所述涡轮增压器包括压气机，它有压气机外壳，涡轮增压器转子轴穿过压气机外壳，压气机叶轮安装在转子轴上，压气机叶轮背侧设有密封件和止推定位套。

所述辅助增压电动机为直流无刷永磁式电动机，它为径向磁场结构，安装在涡轮增压器的压气机叶轮外侧，其定子外壳与压气机外壳连接，定子外壳内部设有进气道，定子安装在定子外壳上，其定子绕组按对称方向布置，电机转子通过转子定位套、紧固件与转子轴固联。

所述辅助增压电动机为轴向磁场结构，它安装在涡轮增压器的压气机叶轮和密封件之间，密封件固定在中间壳上，中间壳与压气机外壳连接，定子外壳与压气机外壳连接，密封件与中间壳连接，盘式定子安装在定子外壳上，盘式转子通过止推定位套安装在转子轴上。

本实用新型的电辅助涡轮增压器由电辅助装置和基本涡轮-压气机部分构成。它以发动机工况和涡轮增压器运行参数为依据，电辅助装置分为电动辅助增压和发电蓄能两种工作状态：

发动机处于低速工况时，增压器增压压力低，电辅助装置工作于辅助增压状态，其行为是使用蓄电池的能量，在定子绕组产生旋转磁场，推动转子做功，即向增压器转子轴施加辅助动力，提高增压器转子的转速。相对应地，发动机进入中、高工况下，废气能量增大，增压器输出压力将提高。当压气机增压压力超过理想进气压力后，表明废气能量过剩，电辅助装置工作于发电蓄能状态，其行为是停止向定子绕组供电，涡轮增压器完全依靠废气能量运行，转子轴带动永磁转子旋转，电磁感应在定子绕组中产生电能，经过变换后形成感应电流对蓄电池充电蓄能。定子绕组中的电流将产生磁场对永磁转子发生反作用力，由此对增压器轴产生阻尼作用，其转速得到稳定而不致过高。

本实用新型的有益效果是：

一是根据发动机工况和增压器运行参数，灵活控制电辅助增压部分的运行，提供理想的增压压力和排量，改善低速工况下发动机的动力和排放性能；

二是利用过剩废气发电，充分地利用了燃料的能量，具有节能的意义；

三是电辅助装置与增压器转子合二为一，转动惯量小。

附图说明

图1为径向磁场辅助增压电动机的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为轴向磁场辅助增压电动机的结构示意图。

其中，1辅助增压电动机，11定子，12电机转子，13进气道，14定子外壳，15定子绕组，16转子定位套，17紧固件，18盘式转子，19盘式定子，2压气机，21转子轴，22压气机壳，23压气机叶轮，24止推定位套，25密封件，3中间壳。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

本例中的电辅助增压电动机1采用直流无刷永磁式电动机，它采用径向磁场结构，安装在压气机叶轮23外侧，如图1、图2所示。