一种新型一体式电子涡轮增压器的制作方法

本实用新型涉及电子涡轮增压器领域，具体是一种新型一体式电子涡轮增压器。

背景技术：

在家用高档轿车领域、重载卡车领域、重型燃油机车等领域。这些领域都有一个共同的特征：燃油机车、功率大、燃油量大、变工况运行时燃油不充分等特点。在一个大气压吸气的前提下，要保证足够的功率，势必导致发动机气缸多，发动机体积大，非常笨重，且发动机占据全车重量的百分比较大。

一般的涡轮增压器，采用发动机尾气驱动膨胀轮，膨胀轮带动压缩轮压缩空气供给发动机，以便提高发动机的功率和燃油效率。但在燃油机车启动阶段和低转速阶段，普通涡轮增压器就不能及时有效的提供高压空气。导致燃油机车需加大供油，增加油耗，更重要的是，这样不能减少发动机缸数，不能减小发动机体积与重量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型一体式电子涡轮增压器，以解决燃油机车发动机供气问题，燃油不充分问题，解决发动机大输出功率、大体积与重量问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种新型一体式电子涡轮增压器，其特征在于：包括有高速电机，高速电机内设有高速电机主轴，高速电机左右两端基座上分别同轴密封连接有进气蜗壳和排气蜗壳，进气蜗壳上设有膨胀端进气口和膨胀端排气口，排气蜗壳上设有压缩端进气口和压缩端排气口。

所述进气蜗壳和排气蜗壳内对应高速电机的端面上均固定连接有支架，支架上均设有横向筒状的安装腔，高速电机主轴两端分别穿过对应支架的安装孔并伸入对应支架的安装腔内，所述高速电机主轴左右两端的伸入端分别安装有膨胀叶轮和压缩叶轮。

支架安装腔底部均安装有喷嘴；支架的外端面上均依次安装有内、外扩压器，所述膨胀叶轮和压缩叶轮与对应内、外扩压器的内壁回转面之间均设有间隙；内扩压器均伸入对应支架的安装腔中并与对应安装腔的环形内壁之间均形成有环形腔，环形腔内均通过压簧安装有与喷嘴配合的喷嘴压盖，所述外扩压器的外端安装面分别固定安装在进气蜗壳和排气蜗壳的端面上。

所述的一种新型一体式电子涡轮增压器，其特征在于：所述高速电机为高速永磁同步电机。

所述的一种新型一体式电子涡轮增压器，其特征在于：所述支架和高速电机主轴之间均设有密封块。

所述的一种新型一体式电子涡轮增压器，其特征在于：所述压缩端进气口内设有滤网；所述膨胀端进气口与发动机的排气口连通，膨胀端排气口与燃油机车的尾气口连通；压缩端进气口通过滤网与大气相连，压缩端排气口与发动机的进气口连通。

所述的一种新型一体式电子涡轮增压器，其特征在于：所述喷嘴和支架之间均设有垫片。

所述的一种新型一体式电子涡轮增压器，其特征在于：所述膨胀叶轮与压缩叶轮为锻铝材料制成。

本实用新型的工作原理为：

高速电机（高速永磁同步电机）主轴两端分别安装膨胀叶轮和压缩叶轮。装置的膨胀端进气口连接到发动机的排气口，膨胀端排气口连接到燃油机车的尾气口（最终排入大气内）。压缩端进气口通过滤网与大气相连（从大气中吸入空气），压缩端排气口与发动机的进气口相连（压缩轮的目的就是提高供给发动机的质量流量，保证发动机内的燃油充分燃烧）。发动机的排气在膨胀叶轮内膨胀做功，推动转子旋转，压缩轮也被动旋转，从大气中吸入空气，并进行压缩，把压缩后的空气供给到发动机内，提高发动机新鲜空气的质量流量的供给，提高发动机内燃油的燃烧效率。根据发动机功率的需求，若发动机功率足够，即发动机高速运行时，中置的高速电机可以不工作，节省电能的消耗；当燃油机车在起步时，或者小功率运行时，发动机的排气膨胀功不足以驱动压缩端时（或者发动机新鲜空气需求量增加时），中置高速电机开始工作，补偿膨胀功的不足，使得压缩端的空气压缩量满足发动机的需要，保证燃油充分燃烧。

蜗壳的作用：

压缩端蜗壳的主要目的是：把压缩叶轮后流出的气体汇集起来，引出压缩机，此外，压缩端蜗壳还具有降速增压的作用。此蜗壳的截面是圆形，沿流线方向是渐阔渐开线。

膨胀端蜗壳的主要目的是：把管道内的气流均匀分部，使管道内的气体能均匀进入膨胀叶轮，并有一定的进气导向作用。

高速电机为高速永磁同步电机，其具有两个电机轴端，一个轴端安装膨胀叶轮，另一个轴端安装压缩叶轮，且两者同轴，同速旋转。膨胀叶轮的膨胀功直接转化为高速电机的轴功，从而节省高速电机功率，提高系统的效率。同时，一体式结构设计，使得转子结构得到优化，降低系统的结构尺寸，使得结构更紧凑简化，从而降低成本，并且减小了安装空间。

本实用新型中，膨胀叶轮与压缩叶轮材料为锻铝。电机为高速永磁同步电机。2个叶轮分别安装在高速电机主轴两端，并一起做动平衡实验。所有组件通过螺钉连接，所有的密封采用“o”型圈或聚四氟乙烯材料密封。所述的绝热块均采用高密度环氧板材料或聚四氟乙烯材料。本实用新型的一种新型一体式电子涡轮增压器亦可以应用于其他方面使用。

本实用新型的安装过程如下：高速电机（高速永磁同步电机）主轴两端分别安装绝热块，安装支架，安装膨胀叶轮和压缩叶轮（安装前，高速电机（高速永磁同步发电机）主轴必须与膨胀叶轮和压缩叶轮一起进行动平衡实验，并保证精度），安装喷嘴，安装喷嘴压盖，安装内扩压器，安装外扩压器，通过双头螺钉把进气蜗壳（排气蜗壳）安装到高速电机（高速永磁同步电机）基座上，整个装置膨胀端进气连接到发动机的排气口，膨胀端的排气连接到燃油机车的尾气口；压缩端的进气通过滤网与大气相连，排气口与发动机的进气口相连。安装时要保证扩压器内壁回转面与叶轮外轮廓之间的间隙，间隙可通过喷嘴（导流器）与支架之间的垫片来调整。这样一个一种新型一体式电子涡轮增压器就完成了。

本实用新型正是针对家用高档轿车、重载卡车、重型燃油机车的发动机在不同运行工况下的供气问题；在任何工况下，都可以保证发动机的供气问题。在保证发动机功率的前提下，可以降低发动机汽缸数量，减小发动机体积与重量。

与现有技术相比，本实用新型的优点为：

本装置高速电机（高速永磁同步电机）两端各有一个膨胀叶轮和一个压缩叶轮，膨胀功可以有效转化为高速电机的轴功，节省能耗，提高效率；由于加上高速电机，可以使得在任何工作模式下，都可以保证燃油机车发动机的供气，使得燃油更充分，保证功率，提高燃油效率。一体式结构设计，使得转子结构得到优化，降低系统的结构尺寸，使得结构更紧凑简化，从而降低成本，并且减小了安装空间。具有良好的经济效益。

本实用新型在燃油机车高速，大功率行驶时，新型一体式电子涡轮增压器的电机不需工作，就可以满足发动机的供气要求。当燃油机车启动阶段和低转速阶段，新型一体式电子涡轮增压器的电机自动启动补偿额外的电功，满足发动机的供气需求，这样根据具体设计，可以有效减少发动机缸数，达到减小发动机体积与重量的要求。

附图说明

图1为本实用新型的整机结构示意图。

图2为膨胀端局部示意图

图3为转子结构示意图。

图4为外扩压器结构剖面示意图。

图5为内扩压器结构剖面示意图。

图6为支架结构剖面示意图。

图7a为喷嘴的侧视图。

图7b为喷嘴的主视图。

图8a为膨胀轮的主视图。

图8b为膨胀轮的侧视图。

图9为进、排气罩结构示意图。

图10为喷嘴压盖结构示意图。

图11a为压缩轮的主视图。

图11b为压缩轮的侧视图。

具体实施方式

如图所示。

一种新型一体式电子涡轮增压器，包括有高速电机1，高速电机1内设有高速电机主轴2，高速电机1左右两端基座上分别同轴密封连接有进气蜗壳3和排气蜗壳4，进气蜗壳3上设有膨胀端进气口5和膨胀端排气口6，排气蜗壳4上设有压缩端进气口7和压缩端排气口8。

所述进气蜗壳3和排气蜗壳4内对应高速电机的端面上均固定连接有支架9，支架9上均设有横向筒状的安装腔，高速电机主轴2两端分别穿过对应支架9的安装孔并伸入对应支架9的安装腔内，所述高速电机主轴2左右两端的伸入端分别安装有膨胀叶轮10和压缩叶轮11。

支架9安装腔底部均安装有喷嘴12；支架9的外端面上均依次安装有内、外扩压器13、14，所述膨胀叶轮10和压缩叶轮11与对应内、外扩压器13、14的内壁回转面之间均设有间隙；内扩压器13均伸入对应支架的安装腔中并与对应安装腔的环形内壁之间均形成有环形腔，环形腔内均通过压簧18安装有与喷嘴12配合的喷嘴压盖15，所述外扩压器14的外端安装面分别固定安装在进气蜗壳和排气蜗壳的端面上。

所述高速电机1为高速永磁同步电机。

所述支架9和高速电机主轴2之间均设有密封块16。

所述压缩端进气口内设有滤网17；所述膨胀端进气口与发动机的排气口连通，膨胀端排气口与燃油机车的尾气口连通；压缩端进气口通过滤网与大气相连，压缩端排气口与发动机的进气口连通。