CN106401764B - 一种汽车发动机分时增压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发动机增压装置,具体的说是一种发动机分时增压装置。该装置包括传动操纵机构、主动涡轮机构、从动涡轮机构、发电装置、运动变换单元、整流电路和DC/DC转换器;传动操纵机构通过换位拨叉带动运动变换单元主动齿轮在与轴上滑动;运动变换单元主动齿轮与设置在其一侧的从动涡轮齿轮啮合或与设置在其另一侧的发电机齿轮啮合;发电装置与整流电路电连;整流电路与DC/DC转换器电连。本发明是一种发动机分时增压装置,该装置结构简单,操作方便,而且能够在不使用增压的时候还能有效的回收废气中的能量,解决了现有汽车所消耗的能量的浪费。
Description
技术领域
本发明属于发动机增压装置,具体的说是一种发动机分时增压装置。
背景技术
随着社会的发展,科技的日新月异和人们生活水平的不断提高,汽车越来越深入到我们的日常生活中。随着汽车的普及,汽车消耗的能源也与日俱增。目前,汽车所消耗的能量中仅有40%左右的能量转化为动力进行有效输出,其余的60%以各种形式浪费掉了,其中主要能量被废气和冷却的方式浪费掉。针对废气能量回收,现在主流的方式是采用废气涡轮增压技术。废气涡轮增压技术可以提高汽车的动力性,但是绝大多数汽车是在城市道路行驶,车速低,对汽车的动力需求不大,而且,废气涡轮增压的汽车的低速性能差,这些导致在城市工况中废气涡轮增压使用的机会少。废气中的能量没有被充分利用回收。
目前在汽车发动机废气涡轮增压领域相关人士有一定研究,例如专利号CN105508031A,专利名称《一种叶片式汽车汽车废气涡轮增压装置》,该发明通过废气驱动增压装置来提高进气密度,从而来提高发动机性能。但是汽车在某些工况,例如城市工况时,不需要对进气增压,导致了上述发明不能完全发挥作用,使汽车废气中的能量被白白的浪费了。
发明内容
本发明提供了一种发动机分时增压装置,该装置结构简单,操作方便,而且能够在不使用增压的时候还能有效的回收废气中的能量,解决了现有汽车所消耗的能量的浪费。
本发明技术方案结合附图说明如下:
一种汽车发动机分时增压装置,该装置包括传动操纵机构、主动涡轮机构、从动涡轮机构、发电装置、运动变换单元、整流电路和DC/DC转换器;所述的传动操纵机构通过操纵运动变换单元中的换位拨叉1带动运动变换单元中的运动变换单元主动齿轮2在与主动涡轮机构中的主动涡轮4连接的主动涡轮轴上滑动;所述的运动变换单元主动齿轮2与设置在其一侧的从动涡轮机构中的从动涡轮齿轮9啮合或与设置在其另一侧的发电装置中的发电机齿轮7啮合;所述的发电装置与整流电路电连;所述的整流电路与DC/DC转换器电连。
所述的主动涡轮机构还包括主动涡轮进气口19、主动涡轮出气口18和主动涡轮壳体20;所述的主动涡轮壳体20设置在主动涡轮4的外侧,其上开有主动涡轮出气口18和主动涡轮进气口19;所述的主动涡轮进气口19通过排气管与排气支管相连;所述的主动涡轮出气口18与通过排气管与催化转化器相连;所述的与主动涡轮4连接的主动涡轮轴上设置有花键3,所述的运动变换单元主动齿轮2在花键3上滑动。
所述的从动涡轮机构还包括从动涡轮8、从动涡轮进气口10、从动涡轮出气口11和从动涡轮壳体12;所述的从动涡轮8和从动涡轮齿轮9通过从动涡轮轴连接;所述的从动涡轮壳体12布置在空气滤清器和进气支管之间;所述的从动涡轮壳体12设置在从动涡轮8的外侧,其上开有从动涡轮进气口10、从动涡轮出气口11;所述的从动涡轮进气口10通过进气管与空气滤清器相连;所述的从动涡轮出气口11通过进气管与进气支管相连。
所述的运动变换单元还包括拨叉槽5和运动变换单元壳体15;所述的运动变换单元壳体15设置在运动变换单元主动齿轮2的外侧并且两端分别通过螺纹与从动涡轮壳体12和主动涡轮壳体20相连;所述的运动变换单元主动齿轮2的外缘带有拨叉槽5,所述的换位拨叉1卡在拨叉槽5内带动运动变换单元主动齿轮2滑动。
所述的操纵机构包括电机和传动杆;所述的电机和传动杆通过齿轮和齿条的形式传动。
所述的发电装置包括通过电磁发电机轴连接的电磁发电机6和发电机齿轮7,所述的电磁发电机6固定在从动涡轮壳体12的一侧;所述的电磁发电机6与整流电路电连;所述的整流电路与DC/DC转换器电连。
本发明的有益效果为:
1、本发明可以通过进气压力传感器判断进气压力,经过ECU的处理,通过传动操纵机构自动的对运动变换单元进行操纵;
2、本发明设有运动变换单元,可以对发动机进行分时增压;
3、本发明的运动变换单元操纵方便,传动效率高;
4、当需要对发动机增压时,运动变换单元可以使主动涡轮输出的能量传递到从动涡轮上,从而驱动从动涡轮转动,压缩空气,对发动机进行增压;
5、当不需要对发动机增压时,运动变换单元可以使主动涡轮输出的能量传递到发电装置,从而进行废气发电;
6、本发明设有整流电路,可以将发电机所发出的交流电能转化为直流电能;
7、本发明设有DC/DC转换器,可以使发电机发出的电能得到升压便于汽车蓄电池的存储。
附图说明
图1为本发明的工作流程示意图;
图2为本发明中的主动涡轮装置的部分结构示意图;
图3为本发明中的发电装置的结构示意图;
图4为本发明中的从动涡轮的部分结构示意图;
图5为本发明的部分结构示意图;
图6为本发明的壳体示意图。
图中:1、换位拨叉;2、运动变换单元主动齿轮;3、花键;4、主动涡轮;5、拨叉槽;6、电磁发电机;7、发电机齿轮;8、从动涡轮;9、从动涡轮齿轮;10、从动涡轮进气口;11、从动涡轮出气口;12、从动涡轮壳体;13、第一滚珠轴承;14、第一密封垫圈;15、运动变换单元壳体;16、第二滚珠轴承;17、第二密封垫圈;18、主动涡轮出气口;19、主动涡轮进气口;20、主动涡轮壳体;21、第三滚珠轴承。
具体实施方式
参阅图2—图6,一种汽车发动机分时增压装置,该装置包括传动操纵机构、主动涡轮机构、从动涡轮机构、发电装置、运动变换单元、整流电路和DC/DC转换器;所述的传动操纵机构通过操纵运动变换单元中的换位拨叉1带动运动变换单元中的运动变换单元主动齿轮2在与主动涡轮机构中的主动涡轮4连接的轴上滑动;所述的运动变换单元主动齿轮2与设置在其一侧的从动涡轮机构中的从动涡轮齿轮9啮合或与设置在其另一侧的发电装置中的发电机齿轮7啮合;所述的发电装置与整流电路电连;所述的整流电路与DC/DC转换器电连。
参阅图2、图5、图6,所述的主动涡轮机构包括主动涡轮4、第二滚珠轴承16、第二密封垫圈17、主动涡轮进气口19、主动涡轮出气口18和主动涡轮壳体20;所述的主动涡轮壳体20设置在主动涡轮4的外侧,用来固定支撑主动涡轮4,其上开有主动涡轮出气口18和主动涡轮进气口19;所述的主动涡轮4和主动涡轮壳体20布置在排气支管和催化转换器之间;所述的主动涡轮进气口19通过排气管与排气支管相连,所述的主动涡轮出气口18与通过排气管与催化转化器相连,汽车废气从主动涡轮进气口19进入,经过主动涡轮4,带动其转动,最后从主动涡轮出气口18出去,经过排气管进入到催化转换器中。所述的与主动涡轮4连接的主动涡轮轴上设置有花键3,所述的运动变换单元主动齿轮2在花键3上滑动;所述的第二滚珠轴承16和第二密封垫圈17安装在主动涡轮轴上,第二滚珠轴承16用于支撑主动涡轮轴,第二密封垫圈17用于密封主动涡轮壳体20。
参阅图4、图5、图6,所述的从动涡轮机构包括从动涡轮8、从动涡轮进气口10、从动涡轮出气口11和从动涡轮壳体12;所述的从动涡轮8和从动涡轮齿轮9通过从动涡轮轴连接;所述的从动涡轮壳体12布置在空气滤清器和进气支管之间;所述的从动涡轮壳体12设置在从动涡轮8的外侧,用于固定支撑从动涡轮8,其上开有从动涡轮进气口10、从动涡轮出气口11;所述的从动涡轮进气口10通过进气管与空气滤清器相连,所述的从动涡轮出气口11通过进气管与进气支管相连,从动涡轮8的转动使得洁净的空气通过从动涡轮进气口10进入到从动涡轮壳体12内,洁净的空气被从动涡轮8压缩后由从动涡轮出气口11出去,经过进气管进入到进气支管中。
参阅图2、图5、图6,所述的运动变换单元包括换位拨叉1、运动变换单元主动齿轮2、拨叉槽5、第一滚珠轴承13、第一密封垫圈14和运动变换单元壳体15;所述的运动变换单元壳体15设置在运动变换单元主动齿轮2的外侧并且两端分别通过螺纹与从动涡轮壳体12和主动涡轮壳体20相连,从而固定支撑运动变换单元;所述的运动变换单元主动齿轮2的外缘带有拨叉槽5,所述的换位拨叉1卡在拨叉槽5内带动运动变换单元主动齿轮2滑动。所述的第一滚珠轴承13和第一密封垫圈14安装在从动涡轮轴上,第一滚珠轴承13用于支撑从动涡轮轴,第一密封垫圈14用于密封运动变换单元壳体15。
所述的操纵机构包括电机和传动杆;所述的电机和传动杆通过齿轮和齿条的形式传动,将电机的旋转运动转化为传动杆的直线运动,从而使传动杆能够推动换位拨叉1运动。
参阅图3、图5、图6,所述的发电装置包括通过电磁发电机轴连接的电磁发电机6、发电机齿轮7和第三滚珠轴承21,所述的电磁发电机6被电磁发电机轴和第三滚珠轴承21固定在从动涡轮壳体12的一侧;所述的第三滚珠轴承21安装在电磁发电机轴上,用于支撑电磁发电机轴;所述的电磁发电机6与整流电路电连;所述的整流电路与DC/DC转换器电连。
参阅图1,本装置的工作原理如下:
当布置在进气支管的进气压力传感器检测到进气压力大于某一值(例如0.1兆帕)时,ECU通过电机带动传动杆来操纵换位拨叉1使得换位拨叉1带动运动变换单元主动齿轮2在花键3上滑动,使得运动变换单元主动齿轮2与发电机齿轮7啮合。废气由主动涡轮进气口19进入到主动涡轮壳体20内带动主动涡轮4转动,使其通过主动涡轮轴带动运动变换单元主动齿轮2转动,通过齿轮啮合带动发电机齿轮7转动,使得电磁发电机6发电,再通过整流电路和DC/DC变换器将电能输送给蓄电池进行存储。
当布置在进气支管的进气压力传感器检测到进气压力小于某一值(例如0.1兆帕)时,ECU通过电机带动传动杆来操纵换位拨叉1使得换位拨叉1带动运动变换单元主动齿轮2在花键3上滑动,使得运动变换单元主动齿轮2与从动涡轮齿轮9啮合。废气由主动涡轮进气口19进入到主动涡轮壳体20内带动主动涡轮4转动,使其通过主动涡轮轴带动运动变换单元主动齿轮2转动,通过齿轮啮合带动从动涡轮齿轮9齿轮转动,从而使得从动涡轮8转动,实现将空气压缩,达到发动机增压的目的。
Claims (6)
1.一种汽车发动机分时增压装置,其特征在于,该装置包括传动操纵机构、主动涡轮机构、从动涡轮机构、发电装置、运动变换单元、整流电路和DC/DC转换器;所述的传动操纵机构通过操纵运动变换单元中的换位拨叉(1)带动运动变换单元中的运动变换单元主动齿轮(2)在与主动涡轮机构中的主动涡轮(4)连接的主动涡轮轴上滑动;所述的运动变换单元主动齿轮(2)与设置在其一侧的从动涡轮机构中的从动涡轮齿轮(9)啮合或与设置在其另一侧的发电装置中的发电机齿轮(7)啮合;所述的发电装置与整流电路电连;所述的整流电路与DC/DC转换器电连。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机分时增压装置,其特征在于,所述的主动涡轮机构还包括主动涡轮进气口(19)、主动涡轮出气口(18)和主动涡轮壳体(20);所述的主动涡轮壳体(20)设置在主动涡轮(4)的外侧,其上开有主动涡轮出气口(18)和主动涡轮进气口(19);所述的主动涡轮进气口(19)通过排气管与排气支管相连;所述的主动涡轮出气口(18)与通过排气管与催化转化器相连;所述的与主动涡轮(4)连接的主动涡轮轴上设置有花键(3),所述的运动变换单元主动齿轮(2)在花键(3)上滑动。
3.根据权利要求2所述的一种汽车发动机分时增压装置,其特征在于,所述的从动涡轮机构还包括从动涡轮(8)、从动涡轮进气口(10)、从动涡轮出气口(11)和从动涡轮壳体(12);所述的从动涡轮(8)和从动涡轮齿轮(9)通过从动涡轮轴连接;所述的从动涡轮壳体(12)布置在空气滤清器和进气支管之间;所述的从动涡轮壳体(12)设置在从动涡轮(8)的外侧,其上开有从动涡轮进气口(10)、从动涡轮出气口(11);所述的从动涡轮进气口(10)通过进气管与空气滤清器相连;所述的从动涡轮出气口(11)通过进气管与进气支管相连。
4.根据权利要求3所述的一种汽车发动机分时增压装置,其特征在于,所述的运动变换单元还包括拨叉槽(5)和运动变换单元壳体(15);所述的运动变换单元壳体(15)设置在运动变换单元主动齿轮(2)的外侧并且两端分别通过螺纹与从动涡轮壳体(12)和主动涡轮壳体(20)相连;所述的运动变换单元主动齿轮(2)的外缘带有拨叉槽(5),所述的换位拨叉(1)卡在拨叉槽(5)内带动运动变换单元主动齿轮(2)滑动。
5.根据权利要求1所述的一种汽车发动机分时增压装置,其特征在于,所述的操纵机构包括电机和传动杆;所述的电机和传动杆通过齿轮和齿条的形式传动。
6.根据权利要求1所述的一种汽车发动机分时增压装置,其特征在于,所述的发电装置包括通过电磁发电机轴连接的电磁发电机(6)和发电机齿轮(7),所述的电磁发电机(6)固定在从动涡轮壳体(12)的一侧;所述的电磁发电机(6)与整流电路电连;所述的整流电路与DC/DC转换器电连。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |