涡轮增压器及涡轮增压发电装置的制作方法

1.本实用新型总地涉及车辆动力机械的技术领域，更具体地涉及一种涡轮增压器及具有其的涡轮增压发电装置。


背景技术：

2.在相关技术中，涡轮增压器一般是利用排气能量驱动涡轮机工作，再通过转轴驱动压气机工作。对于涡轮增压器，涡轮机与压气机始终传动连接。然而，在非增压工作区间，是不需要增压器工作的，但废气还是要通过涡轮处排出，废气在排出时依然会推动涡轮叶片转动并带动压气机运转。因此，处于非增压工作区间的涡轮增压器对排气造成了一定阻碍，增加涡轮入口处压力，降低排气流畅性；而且，还会浪费排气能量。


技术实现要素：

3.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
4.为至少部分地解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种涡轮增压器，所述涡轮增压器包括：
5.涡轮机，所述涡轮机包括涡轮机轴；
6.压气机，所述压气机包括压气机轴，所述压气机轴与所述涡轮机轴分开布置，且所述压气机轴的轴向平行于所述涡轮机轴的轴向；
7.中间轴，所述中间轴位于所述涡轮机轴和所述压气机轴的一侧，所述中间轴传动连接至所述涡轮机轴，且所述中间轴的轴向平行于所述涡轮机轴的轴向；以及
8.增压换挡件，所述增压换挡件可移动地设置于所述压气机轴与所述中间轴之间，所述增压换挡件调节所述压气机轴与所述中间轴在传动连接和传动断开之间切换。
9.可选地，所述涡轮机包括涡轮机齿轮，所述涡轮机齿轮与所述涡轮机轴连接；压气机包括压气机齿轮，所述压气机齿轮包围所述压气机轴，所述压气机齿轮具有第一增压接合构件；
10.所述涡轮增压器还包括：
11.输入齿轮，所述输入齿轮与所述中间轴连接，并与所述涡轮机齿轮啮合；和
12.输出齿轮，所述输出齿轮与所述中间轴连接，并与所述压气机齿轮啮合；
13.所述增压换挡件沿所述压气机轴的轴向可移动地设置于所述压气机齿轮的一侧，并沿所述压气机轴的圆周方向限位配合于所述压气机轴，所述增压换挡件具有能够与所述第一增压接合构件接合的第二增压接合构件，当所述第二增压接合构件接合所述第一增压接合构件时，所述压气机轴与所述中间轴传动连接，当所述第二增压接合构件脱离所述第一增压接合构件时，所述压气机轴与所述中间轴传动断开。
14.可选地，所述涡轮增压器还包括：
15.发电传动轴，所述发电传动轴位于所述中间轴的一侧，且所述发电传动轴的轴向平行于所述中间轴的轴向；和
16.发电换挡件，所述发电换挡件可移动地设置于所述发电传动轴与所述中间轴之间，所述发电换挡件调节所述发电传动轴与所述中间轴在传动连接和传动断开之间切换。
17.可选地，所述涡轮增压器还包括：
18.发电传动轴，所述发电传动轴位于所述中间轴的一侧，且所述发电传动轴的轴向平行于所述中间轴的轴向；和
19.发电换挡件，所述发电换挡件可移动地设置于所述发电传动轴与所述中间轴之间，所述发电换挡件调节所述发电传动轴与所述中间轴在传动连接和传动断开之间切换。
20.可选地，所述涡轮增压器还包括：
21.发电齿轮，所述发电齿轮包围所述发电传动轴，并与所述输出齿轮啮合，所述发电齿轮具有第一发电接合构件；
22.所述发电换挡件沿所述发电传动轴的轴向可移动地设置于所述发电齿轮的一侧，并沿所述发电传动轴的圆周方向限位配合于所述发电传动轴，所述发电换挡件具有能够与所述第一发电接合构件接合的第二发电接合构件，当所述第二发电接合构件接合所述第一发电接合构件时，所述发电传动轴与所述中间轴传动连接，当所述第二发电接合构件脱离所述第一发电接合构件时，所述发电传动轴与所述中间轴传动断开。
23.可选地，
24.所述输出齿轮包括：
25.第一输出齿轮；和
26.第二输出齿轮，所述第二输出齿轮沿所述中间轴的轴向与所述第一输出齿轮间隔布置；
27.所述压气机齿轮包括：
28.第一压气机齿轮，所述第一压气机齿轮与所述第一输出齿轮啮合；和
29.第二压气机齿轮，所述第二压气机齿轮与所述第二输出齿轮啮合，且所述第一压气机齿轮与所述第一输出齿轮的齿数比不同于所述第二压气机齿轮与所述第二输出齿轮的齿数比；
30.所述第一压气机齿轮和所述第二压气机齿轮分别具有所述第一增压接合构件，所述增压换挡件位于所述第一压气机齿轮与所述第二压气机齿轮之间。
31.可选地，
32.所述输出齿轮包括：
33.第一输出齿轮；和
34.第二输出齿轮，所述第二输出齿轮沿所述中间轴的轴向与所述第一输出齿轮间隔布置；
35.所述发电齿轮包括：
36.第一发电齿轮，所述第一发电齿轮与所述第一输出齿轮啮合；和
37.第二发电齿轮，所述第二发电齿轮与所述第二输出齿轮啮合，且第一发电齿轮与所述第一输出齿轮的齿数比不同于所述第二发电齿轮与所述第二输出齿轮的齿数比；
38.所述第一发电齿轮和所述第二发电齿轮分别具有所述第一发电接合构件，所述发电换挡件位于所述第一发电齿轮与所述第二发电齿轮之间。
39.可选地，
40.所述输出齿轮包括：
41.第一输出齿轮；和
42.第二输出齿轮，所述第二输出齿轮沿所述中间轴的轴向与所述第一输出齿轮间隔布置；
43.所述压气机齿轮包括：
44.第一压气机齿轮，所述第一压气机齿轮与所述第一输出齿轮啮合；和
45.第二压气机齿轮，所述第二压气机齿轮与所述第二输出齿轮啮合，且所述第一压气机齿轮与所述第一输出齿轮的齿数比不同于所述第二压气机齿轮与所述第二输出齿轮的齿数比；
46.所述第一压气机齿轮和所述第二压气机齿轮分别具有所述第一增压接合构件，所述增压换挡件位于所述第一压气机齿轮与所述第二压气机齿轮之间；
47.所述发电齿轮包括：
48.第一发电齿轮，所述第一发电齿轮与所述第一输出齿轮啮合；和
49.第二发电齿轮，所述第二发电齿轮与所述第二输出齿轮啮合，且第一发电齿轮与所述第一输出齿轮的齿数比不同于所述第二发电齿轮与所述第二输出齿轮的齿数比；
50.所述第一发电齿轮和所述第二发电齿轮分别具有所述第一发电接合构件，所述发电换挡件位于所述第一发电齿轮与所述第二发电齿轮之间。
51.可选地，所述涡轮增压器还包括：
52.增压换挡执行器，所述增压换挡执行器沿所述压气机轴的轴向可移动地连接至所述增压换挡件，以使得所述增压换挡件移至与所述第一压气机齿轮和所述第二压气机齿轮中的一者接合的位置或与所述第一压气机齿轮和所述第二压气机齿轮脱离的位置。
53.可选地，所述增压换挡执行器具有：
54.增压换挡拨叉，所述增压换挡拨叉连接至所述增压换挡件；和
55.增压换挡执行件，所述增压换挡执行件连接至所述增压换挡拨叉，所述增压换挡执行件沿所述压气机轴的轴向能够在第一增压挡、第二增压挡、增压空挡之间移动，当所述增压换挡执行件位于所述第一增压挡时，所述增压换挡件接合所述第一压气机齿轮，当所述增压换挡执行件位于所述第二增压挡时，所述增压换挡件接合所述第二压气机齿轮，当所述增压换挡执行件位于所述增压空挡时，所述增压换挡件分别脱离所述第一压气机齿轮和所述第二压气机齿轮。当增压换挡执行件位于第一增压挡和第二增压挡时，可以将排气产生的动力通过压气机轴传递至压气机，进而实现对发动机进气口的空气进行增压的目的，当增压换挡执行件位于增压空挡时，压气机不工作，此时涡轮机转动的阻力较小，也使得排气更加顺畅；又由于第一压气机齿轮与第一输出齿轮的齿数比不同于第二压气机齿轮与第二输出齿轮的齿数比，从而通过将增压换挡执行件在第一增压挡和第二增压挡之间切换，能够使得压气机以不同的转速进行增压，以获得不同级别的增压效果，进而使得发动机的进气压力实现可调。
56.可选地，所述涡轮增压器还包括：
57.发电换挡执行器，所述发电换挡执行器沿所述涡轮机轴的轴向可移动地连接至所述发电换挡件，以使得所述发电换挡件移至与所述第一发电齿轮和所述第二发电齿轮中的一者接合的位置或与所述第一发电齿轮和所述第二发电齿轮脱离的位置。
58.可选地，所述发电换挡执行器具有：
59.发电换挡拨叉，所述发电换挡拨叉连接至所述发电换挡件；和
60.发电换挡执行件，所述发电换挡执行件连接至所述发电换挡拨叉，所述发电换挡执行件沿所述发电传动轴的轴向能够在第一发电挡、第二发电挡、发电空挡之间移动，当所述发电换挡执行件位于所述第一发电挡时，所述发电换挡件接合所述第一发电齿轮，当所述发电换挡执行件位于所述第二发电挡时，所述发电换挡件接合所述第二发电齿轮，当所述发电换挡执行件位于所述发电空挡时，所述发电换挡件分别脱离所述第一发电齿轮和所述第二发电齿轮。当发电换挡执行件位于第一发电挡和第二发电挡时，可以将排气产生的动力通过发电传动轴传递至发电机，进而实现发电，当发电换挡执行件位于发电空挡时，发电机不发电，此时涡轮机转动的阻力较小，也使得排气更加顺畅；又由于第一发电齿轮与第一输出齿轮的齿数比不同于第二发电齿轮与第二输出齿轮的齿数比，从而通过将发电换挡执行件在第一发电挡和第二发电挡之间切换，能够使得发电机以不同的转速进行发电，进而能够使得发电机的发电功率实现可调。
61.可选地，所述涡轮机轴的轴线重合于所述压气机轴的轴线。
62.可选地，所述涡轮机还包括涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮与所述涡轮机轴连接；并且/或者
63.所述压气机还包括压气机叶轮，所述压气机叶轮与所述压气机轴连接。
64.根据本实用新型第一方面的涡轮增压器，通过将涡轮机轴与压气机轴分开并增设中间轴，中间轴与涡轮机轴传动连接，再通过设置在压气机轴与中间轴之间可移动的增压换挡件，当增压换挡件移动时，增压换挡件可以调节压气机轴与中间轴的传动关系在传动连接和传动断开之间切换。通过采用上述技术方案，能够根据需要调节涡轮增压器，在不需要增压时能够断开涡轮机轴与压气机轴的连接，从而减小排气时涡轮机轴运转的负荷，进而有助于降低涡轮机叶轮对于排气造成的阻力，使得排气更将流畅。
65.本实用新型的第二方面提供了一种涡轮增压发电装置，所述涡轮增压发电装置包括：
66.上述的涡轮增压器；和
67.发电机，所述发电机具有发电机轴，所述发电机轴传动连接至所述涡轮增压器的发电传动轴。
68.根据本实用新型第二方面的涡轮增压发电装置，其通过应用上述的涡轮增压器，可以充分利用排气能量，从而根据需要对进气进行增压或者发电，这样有助于提高能源利用率。
附图说明
69.本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，
70.图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的涡轮增压器的一个立体视图，其中增压换挡件与第一压气机齿轮接合，发电换挡件与第一发电齿轮接合；
71.图2为图1所示的涡轮增压器的一个主视图，其中增压换挡件与第一压气机齿轮接合，发电换挡件与第一发电齿轮接合；
72.图3为图1所示的涡轮增压器的另一个主视图，其中增压换挡件与第一压气机齿轮接合，发电换挡件分别与第一发电齿轮、第二发电齿轮脱离；
73.图4为图1所示的涡轮增压器的再一个主视图，其中增压换挡件与第一压气机齿轮接合，发电换挡件与第二发电齿轮接合；
74.图5为图1所示的涡轮增压器的再一个主视图，其中增压换挡件分别与第一压气机齿轮、第二压气机齿轮脱离，发电换挡件与第一发电齿轮接合；
75.图6为图1所示的涡轮增压器的再一个主视图，其中增压换挡件分别与第一压气机齿轮、第二压气机齿轮脱离，发电换挡件分别与第一发电齿轮、第二发电齿轮脱离；
76.图7为图1所示的涡轮增压器的再一个主视图，其中增压换挡件分别与第一压气机齿轮、第二压气机齿轮脱离，发电换挡件与第二发电齿轮接合；
77.图8为图1所示的涡轮增压器的再一个主视图，其中增压换挡件与第二压气机齿轮接合，发电换挡件与第一发电齿轮接合；
78.图9为图1所示的涡轮增压器的再一个主视图，其中增压换挡件与第二压气机齿轮接合，发电换挡件分别与第一发电齿轮、第二发电齿轮脱离；
79.图10为图1所示的涡轮增压器的再一个主视图，其中增压换挡件与第二压气机齿轮接合，发电换挡件与第二发电齿轮接合；以及
80.图11为图1所示的涡轮增压器的另一个立体视图，其中增压换挡件分别与第一压气机齿轮、第二压气机齿轮脱离，发电换挡件分别与第一发电齿轮、第二发电齿轮脱离。
81.附图标记说明：
82.100：涡轮机轴
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110：涡轮机叶轮
83.120：涡轮机齿轮
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200：压气机轴
84.210：压气机叶轮
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220：第一压气机齿轮
85.230：第二压气机齿轮
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240：第一增压接合构件
86.300：中间轴
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310：输入齿轮
87.320：第一输出齿轮
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330：第二输出齿轮
88.340：增压换挡件
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341：第二增压接合构件
89.350：增压换挡执行器
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351：增压换挡拨叉
90.352：增压换挡执行件
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400：发电传动轴
91.410：第一发电齿轮
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420：第二发电齿轮
92.430：第一发电接合构件
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440：发电换挡件
93.441：第二发电接合构件
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450：发电换挡执行器
94.451：发电换挡拨叉
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452：发电换挡执行件
95.500：发电机
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510：发电机轴
具体实施方式
96.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
97.为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。
98.本实用新型提供一种涡轮增压器。如图1至图11所示，根据本实用新型的涡轮增压器包括涡轮机、压气机、中间轴300、以及增压换挡件340。
99.其中，涡轮机包括涡轮机轴100、涡轮机叶轮110和涡轮机齿轮120。涡轮机叶轮110连接至涡轮机轴100，涡轮机齿轮120连接至涡轮机轴100，涡轮机叶轮110和涡轮机齿轮120沿涡轮机轴100轴向间隔布置。
100.其中，压气机包括压气机轴200、压气机叶轮210和压气机齿轮。压气机轴200与涡轮机轴100分开布置，且压气机轴200的轴向平行于涡轮机轴100的轴向。压气机叶轮210连接至压气机轴200。压气机齿轮包围压气机轴200。压气机齿轮具有第一增压接合构件240(如图11所示)。
101.其中，中间轴300位于涡轮机轴100和压气机轴200的一侧，且中间轴300的轴向平行于涡轮机轴100的轴向。输入齿轮310连接至中间轴300，并与涡轮机齿轮120相啮合。输出齿轮连接至中间轴300，并与压气机齿轮相啮合。
102.其中，增压换挡件340沿压气机轴200的轴向可移动地设置于压气机齿轮的一侧。并且，增压换挡件340沿压气机轴200的圆周方向限位配合于压气机轴200。增压换挡件340具有能够与第一增压接合构件240接合的第二增压接合构件341(如图11所示)。
103.当增压换挡件340上的第二增压接合构件341接合压气机齿轮上的第一增压接合构件240时，压气机轴200传动连接至压气机齿轮，由此可以使得涡轮增压器工作在增压区间。当增压换挡件340上的第二增压接合构件341脱离压气机齿轮上的第一增压接合构件240时，压气机轴200与压气机齿轮之间的传动断开，此时，涡轮机轴100的动力不会传递到压气机轴200，而只是带动压气机齿轮空转。在第二增压接合构件341脱离第一增压接合构件240的情况下，涡轮机轴100转动时所要克服的阻力也相对较小，进而减小排气阻力，使得排气更加顺畅。
104.在本实用新型的其他实施方式中，增压换挡件340也可以设置在中间轴300上，相应地，第一增压接合构件240设置在输出齿轮上。在该实施方式中，输出齿轮与中间轴300的连接关系为，输出齿轮套接在中间轴300上，输出齿轮可以相对于中间轴300转动。当增压换挡件340沿轴向在中间轴300上移动时，若增压换挡件340靠近输出齿轮，并且增压换挡件340上的第二增压接合构件341与输出齿轮上的第一增压接合构件240接合，则中间轴300旋转的动力将会经由增压换挡件340、输出齿轮、压气机齿轮传递至压气机轴，继而带动压气机运转；若增压换挡件340远离输出齿轮运动，使得增压换挡件340上的第二增压接合构件341与输出齿轮上的第一增压接合构件240脱离，则中间轴300与压气机轴200的动力传递断开。
105.本领域的技术人员可以理解的是，本技术中的“接合”可以是摩擦配合、齿与齿槽
的啮合等实现方式，只要能够实现传递动力的目的即可。同理，本技术中的“脱离”可以理解为主动部件与从动部件之间完全分开而无法实现动力的传递，或者，主动部件和从动部件虽然接触，但主动部件与从动部件之间的摩擦力不足以使得主动部件将动力传递到从动部件上。
106.根据本实用新型的涡轮增压器，通过将涡轮机轴100与压气机轴200分开并增设中间轴300，然后通过位于涡轮机轴100上的涡轮机齿轮120与中间轴300上的输入齿轮310啮合，通过中间轴300上的输出齿轮与位于压气机轴200上的压气机齿轮啮合，再通过设置在压气机轴200上的增压换挡件340沿压气机轴200的轴向移动，以使得增压换挡件340上的第二增压接合构件341与压气机齿轮上的第一增压接合构件240接合或者脱离。当第二增压接合构件341与第一增压接合构件240接合时，涡轮机轴100经由中间轴300传动连接至压气机轴200；当第二增压接合构件341与第一增压接合构件240脱离时，中间轴300与压气机轴200之间传动断开。通过采用上述技术方案，能够根据需要调节涡轮增压器的工作，在不需要增压时能够断开涡轮机轴100与压气机轴200的连接，从而减小排气时涡轮机轴100运转的负荷，进而有助于降低涡轮机叶轮110对于排气造成的阻力，使得排气更将流畅。
107.参阅图1至图11，此外，涡轮增压器还包括发电传动轴400、发电齿轮和发电换挡件440。发电传动轴400位于中间轴300的一侧，且发电传动轴400的轴向平行于中间轴300的轴向。发电齿轮包围至发电传动轴400，并与输出齿轮啮合，发电齿轮具有第一发电接合构件430。发电换挡件440沿发电传动轴400的轴向可移动地设置于发电齿轮的一侧，并沿发电传动轴400的圆周方向限位配合于发电传动轴400。发电换挡件440具有能够与第一发电接合构件430接合的第二发电接合构件441。当发电换挡件440的第二发电接合构件441接合发电齿轮的第一发电接合构件430时，使得发电传动轴400传动连接至发电齿轮。第二发电接合构件441脱离第一发电接合构件430时，使得发电传动轴400与发电齿轮断开传动。
108.其中，当发电换挡件440的第二发电接合构件441接合发电齿轮的第一发电接合构件430时时，涡轮机轴100会将动力依次经过涡轮机齿轮120、输入齿轮310、输出齿轮、发电齿轮传递至发电传动轴400，继而带动发电机轴510转动。当发电换挡件440的第二发电接合构件441脱离发电齿轮的第一发电接合构件430时，发电齿轮与发电传动轴400之间的传动链断开，从而使得涡轮机轴100的动力仅传递至发电齿轮，在涡轮机轴100转动的情况下，发电齿轮绕发电传动轴400空转，而发电传动轴400不转。这样可以根据需要选择利用排气产生的动力发电，也可以选择不发电。结合上述的压气机的工作模式的变化，可以使得该涡轮增压器有多种不同的工作模式，进而适应更多的使用场景。比如，同时增压和发电，仅增压不发电，仅发电不增压，既不增压也不发电。其中，既不增压也不发电的工作模式下，能够降低排气阻力，使得排气更加流畅。
109.参阅图1至图11，作为本实用新型的一种优选的实施方式为：输出齿轮包括第一输出齿轮320和第二输出齿轮330。第二输出齿轮330沿中间轴300的轴向与第一输出齿轮320间隔布置，且第一输出齿轮320位于输入齿轮310与第二输出齿轮330之间。相应地，压气机齿轮包括第一压气机齿轮220和第二压气机齿轮230。第一压气机齿轮220与第一输出齿轮320啮合。第二压气机齿轮230与第二输出齿轮330啮合，且第一压气机齿轮220与第一输出齿轮320的齿数比不同于第二压气机齿轮230与第二输出齿轮330的齿数比。第一压气机齿轮220和第二压气机齿轮230分别具有第一增压接合构件240，增压换挡件340位于第一压气
机齿轮220与第二压气机齿轮230之间。当增压换挡件340沿压气机轴200的轴向移动时，可以与第一压气机齿轮220接合，也可以与第二压气机齿轮230接合，也可以分别与第一压气机齿轮220脱离。由于第一压气机齿轮220与第一输出齿轮320的齿数比不同于第二压气机齿轮230与第二输出齿轮330的齿数比，从而使得压气机轴200可以获得三种不同的工作模式。尤其是，在增压换挡件340与第一压气机齿轮220、第二压气机齿轮230中的一者接合时，可以获得不同速比的增压挡位，而不同增压挡位的增压效果对于发动机的动力性能的贡献不同。这样，又使得发动机的进气压力实现可调。
110.当然，本领域的技术人员可以理解的是，压气机齿轮可以不限于两个，即不限于第一压气机齿轮220和第二压气机齿轮230。在压气机齿轮的数目大于两个时，可以相应地增加增压换挡件340。
111.参阅图1至图11，作为本实用新型的另一种优选的实施方式为：输出齿轮包括第一输出齿轮320和第二输出齿轮330。第二输出齿轮330沿中间轴300的轴向与第一输出齿轮320间隔布置，且第一输出齿轮320位于输入齿轮310与第二输出齿轮330之间。相应地，发电齿轮包括第一发电齿轮410和第二发电齿轮420。第一发电齿轮410与第一输出齿轮320啮合。第二发电齿轮420与第二输出齿轮330啮合，且第一发电齿轮410与第一输出齿轮320的齿数比不同于第二发电齿轮420与第二输出齿轮330的齿数比。第一发电齿轮410和第二发电齿轮420分别具有第一发电接合构件430，发电换挡件440位于第一发电齿轮410与第二发电齿轮420之间。发电换挡件440在沿发电传动轴400的轴向移动时，可以与第一发电齿轮410接合，也可以与第二发电齿轮420接合，也可以分别与第一发电齿轮410、第二发电齿轮420脱离。由于第一发电齿轮410与第一输出齿轮320的齿数比不同于第二发电齿轮420与第二输出齿轮330的齿数比，从而使得发电传动轴400可以获得三种不同的工作模式。尤其是，在发电换挡件440与第一发电齿轮410、第二发电齿轮420的一者接合时，可以获得不同速比的发电挡位，而不同发电挡位的发电效果对于发电机500的发电性能的贡献也会有所不同。这样能够使得发电机500的发电功率实现可调。
112.本领域的技术人员可以理解的是，发电齿轮可以不限于两个，即不限于第一发电齿轮410和第二发电齿轮420。在发电齿轮的数目大于两个时，可以相应地增加发电换挡件440。
113.参阅图1至图11，此外，为了实现对增压换挡件340的位置进行调节，本实用新型的涡轮增压器还可以包括增压换挡执行器350。增压换挡执行器350沿压气机轴200的轴向可移动地连接至增压换挡件340，以使得增压换挡件340移至与第一压气机齿轮220和第二压气机齿轮230中的一者接合的位置或与第一压气机齿轮220和第二压气机齿轮230脱离的位置。
114.参阅图1至图11，例如，增压换挡执行器350可以具有增压换挡拨叉351和增压换挡执行件352。增压换挡拨叉351连接至增压换挡件340。增压换挡执行件352连接至增压换挡拨叉351。增压换挡执行件352沿压气机轴200的轴向能够在第一增压挡、第二增压挡、增压空挡之间移动。当增压换挡执行件352位于第一增压挡时，增压换挡件340接合第一压气机齿轮220；当增压换挡执行件352位于第二增压挡时，增压换挡件340接合第二压气机齿轮230；当增压换挡执行件352位于增压空挡时，增压换挡件340分别脱离第一压气机齿轮220和第二压气机齿轮230。
115.参阅图1至图11，此外，为了实现对发电换挡件440的位置进行调节，本实用新型的涡轮增压器还可以包括发电换挡执行器450。发电换挡执行器450沿涡轮机轴100的轴向可移动地连接至发电换挡件440，以使得发电换挡件440移至与第一发电齿轮410和第二发电齿轮420中的一者接合的位置或与第一发电齿轮410和第二发电齿轮420脱离的位置。
116.参阅图1至图11，例如，发电换挡执行器450可以具有发电换挡拨叉451和发电换挡执行件452。发电换挡拨叉451连接至发电换挡件440。发电换挡执行件452连接至发电换挡拨叉451，发电换挡执行件452沿发电传动轴400的轴向能够在第一发电挡、第二发电挡、发电空挡之间移动。当发电换挡执行件452移动至第一发电挡时，发电换挡件440接合第一发电齿轮410；当发电换挡执行件452移动至第二发电挡时，发电换挡件440接合第二发电齿轮420；当发电换挡执行件452移动至发电空挡时，发电换挡件440分别脱离第一发电齿轮410和第二发电齿轮420。
117.参阅图1至图11，根据本实用新型的涡轮增压器，在压气机轴200上装有第一压气机齿轮220、第二压气机齿轮230和增压换挡件340的情况下，压气机轴200具有三种可选的工作模式。在发电传动轴400上装有第一发电齿轮410、第二发电齿轮420和发电换挡件440的情况下，发电传动轴400具有三种可选的工作模式。将压气机轴200的工作模式与发电传动轴400的工作模式进行任意组合，可以使得本实用新型的涡轮增压器获得如下的工作方式。
118.参阅图1和图2，第一种工作方式为：涡轮增压器工作在第一增压挡和第一发电挡。此时，增压换挡件340接合第一压气机齿轮220，发电换挡件440接合第一发电齿轮410。
119.参阅图3，第二种工作方式为：涡轮增压器工作在第一增压挡和发电空挡。此时，增压换挡件340接合第一压气机齿轮220，发电换挡件440分别与第一发电齿轮410和第二发电齿轮420脱离。
120.参阅图4，第三种工作方式为：涡轮增压器工作在第一增压挡和第二发电挡。此时，增压换挡件340接合第一压气机齿轮220，发电换挡件440接合第二发电齿轮420。
121.参阅图5，第四种工作方式为：涡轮增压器工作在增压空挡和第一发电挡。此时，增压换挡件340分别与第一压气机齿轮220、第二压气机齿轮230脱离，发电换挡件440接合第一发电齿轮410。
122.参阅图6和图11，第五种工作方式为：涡轮增压器工作在增压空挡和发电空挡。此时，增压换挡件340分别与第一压气机齿轮220、第二压气机齿轮230脱离，发电换挡件440分别与第一发电齿轮410和第二发电齿轮420脱离。
123.参阅图7，第六种工作方式为：涡轮增压器工作在增压空挡和第二发电挡。此时，增压换挡件340分别与第一压气机齿轮220、第二压气机齿轮230脱离，发电换挡件440接合第二发电齿轮420。
124.参阅图8，第七种工作方式为：涡轮增压器工作在第二增压挡和第一发电挡。此时，增压换挡件340接合第二压气机齿轮230，发电换挡件440接合第一发电齿轮410。
125.参阅图9，第八种工作方式为：涡轮增压器工作在第二增压挡和发电空挡。此时，增压换挡件340接合第二压气机齿轮230，发电换挡件440分别与第一发电齿轮410、第二发电齿轮420脱离。
126.参阅图10，第九种工作方式为：涡轮增压器工作在第二增压挡和第二发电挡。此
时，增压换挡件340接合第二压气机齿轮230，发电换挡件440接合第二发电齿轮420。
127.在本实用新型的一些实施方式中，增压换挡件340、发电换挡件440可以参照现有的变速箱中的同步器进行实施。相应地，增压换挡拨叉351和发电换挡拨叉451可以参照现有的变速箱中的拨叉实施，增压换挡执行件352和发电换挡执行件452也可以参照现有的变速箱中的换挡连杆进行实施，其中换挡连杆就用来连接拨叉与变速箱换挡操纵杆(换挡手柄)的连接构件。增压换挡拨叉351与增压换挡执行件352之间可以是固定连接，发电换挡拨叉451与发电换挡执行件452之间也可以是固定连接的。
128.其中，第一增压接合构件240可以是分别沿轴向凹陷设置于第一压气机齿轮220、第二压气机齿轮230的轴向端面的第一齿槽，第一齿槽可以沿圆周方向间隔布置多个。第一压气机齿轮220、第二压气机齿轮230上的第一齿槽朝向彼此。第二增压接合构件341可以构造为从增压换挡件340的本体沿轴向向外延伸形成的第一齿，第一齿的数目、位置分布与第一齿槽对应，且第一齿布置在增压换挡件340的轴向两端面。第一齿槽的沿槽深方向的走向可以构造为同时沿圆周方向和轴向延伸形成，各个第一齿槽的走向一致，第一齿的齿形与第一齿槽适配。以增压换挡件340与第一压气机齿轮220接合为例，当两者接合以后，增压换挡件340作为从动件、第一压气机齿轮220作为主动件，且增压换挡件340上的第一齿与第一压气机齿轮220上的第一齿槽沿第一压气机齿轮220的旋转方向构成限位配合，从而使得第一压气机齿轮220能够将旋转的动力经由增压换挡件340传递至压气机轴200。本领域技术人员可以理解的是，第一增压接合构件240的构造可以不限于齿槽，相应地，第二增压接合构件341的构造也可以不限于齿，只要能够实现传递旋转的动力即可。比如，两者之间可以通过摩擦配合实现传动。
129.相应地，第一发电接合构件430可以是分别沿轴向凹陷设置于第一发电齿轮410、第二发电齿轮420的轴向端面的第二齿槽，第二齿槽可以沿圆周方向间隔布置多个。第一发电齿轮410、第二发电齿轮420上的第二齿槽朝向彼此。第二发电接合构件441可以构造为从发电换挡件440的本体沿轴向向外延伸形成的第二齿，第二齿的数目、位置分布与第二齿槽对应，且第二齿布置在发电换挡件440的轴向两端面。第二齿槽的沿槽深方向的走向可以构造为同时沿圆周方向和轴向延伸形成，各个第二齿槽的走向一致，第二齿的齿形与第二齿槽适配。以发电换挡件440与第一发电齿轮410接合为例，当两者接合以后，发电换挡件440作为从动件、第一发电齿轮410作为主动件，且发电换挡件440上的第二齿与第一发电齿轮410上的第二齿槽沿第一发电齿轮410的旋转方向构成限位配合，从而使得第一发电齿轮410能够将旋转的动力经由发电换挡件440传递至发电传动轴400。本领域技术人员可以理解的是，第一发电接合构件430的构造可以不限于齿槽，相应地，第二发电接合构件441的构造也可以不限于齿，只要能够实现传递旋转的动力即可。比如，两者之间可通过摩擦配合实现传动。
130.参阅图1至图11，在本实用新型的涡轮增压器中，涡轮机轴100的轴线可以重合于压气机轴200的轴线。这样可以优化涡轮增压器的结构布局，使得结构更加紧凑，从而减少空间占用。相应地，中间轴300、压气机轴200、发电传动轴400也可以不是在同一平面上，从而有助于进一步提高空间利用率。
131.在本实用新型的另一些实施方式中，涡轮机轴100与中间轴300之间、中间轴300与压气机轴200之间、以及中间轴300与发电传动轴400之间，可以采用带传动或者链传动等传
动形式代替。
132.参阅图1至图11，本实用新型还提供了一种涡轮增压发电装置，涡轮增压发电装置包括上述的涡轮增压器和发电机500。发电机具有发电机轴510，发电机轴510传动连接至发电传动轴400。具体地，发电机轴510可以通过联轴器与发电传动轴400相连。
133.根据本实用新型的涡轮增压发电装置，其通过应用上述的涡轮增压器，可以充分利用排气能量，从而根据需要对进气进行增压或者发电，这样有助于提高能源利用率。
134.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中的记载的诸如“第一”和“第二”的序号仅仅是标识符，但不具有任何其他含义，例如，特定的顺序等。此外，例如，术语“第一元件”本身并不意味着“第二元件”的存在，而术语“第二元件”本身并不意味着“第一元件”的存在。本文中的“传动连接”是指动力能够从一个运动部件传递至另一个运动部件。“传动断开”是指两动力不能从一个运动部件传递至另一个运动部件。“分开布置”是指两个结构彼此之间存在间隔、相互独立。“一侧”是指元件的某一个方位。当表述有“一侧”时，也不意味着还会出现“另一侧”。
135.本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
136.本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。