一种汽车发动机分时增压装置的制作方法

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。

技术实现要素：

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。