一種新型車用渦輪增壓系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于發動機渦輪增壓領域，尤其是涉及一種新型車用渦輪增壓系統。
【背景技術】
[0002]汽車渦輪增壓技術有助于提升發動機的充氣效率和熱效率，并被廣泛運用于車用發動機產品之上。目前這種增壓技術往往通過渦輪增壓器一端的渦輪機的廢氣流量調節來控制同軸的增壓器向內燃機輸送增壓空氣量，但隨著發動機工況變化，這種控制方法難以充分利用發動機廢氣能量或滿足發動機進氣需求，主要體現在以下幾個方面:
[0003]I)發動機加速遲滯問題:由于葉輪的慣性作用對油門瞬間變化反應遲緩的缺陷，從駕駛員操作油門加速到渦輪增壓器做出反應增加進氣量會存在時間差，一般經過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者減少發動機動力輸出。
[0004]2)城市工況下頻繁起停問題:受城市工況交通信號燈以及道路交通流量等因素影響，發動機頻繁起停并在較低轉速下運行，該情況下不適合傳統渦輪增壓器發揮進氣增壓作用。以斯巴魯翼豹的渦輪增壓器舉例，它的啟動轉速是在3500轉左右，最明顯的動力輸出點則是在4000r/min左右，而一般城市工況發動機實際轉速在2000_3000r/min之間，汽車起步時發動機轉速在800-1000r/min之間，顯然不能有效驅動渦輪增壓器。
[0005]3)高速工況下的能量流失問題:當發動機工作在高速工況下，發動機廢氣流速和溫度都比較高，渦輪增壓器可提供的增壓能力遠遠超過發動機進氣增壓需求，不得不通過降低增壓效率的方式來滿足工況需求，造成了能量流失。
[0006]4)較低速時增壓效果不明顯問題:當發動機在較低速運行時，廢氣能量小，增壓器增壓效果不明顯，加之維修費用高，性價比降低。
[0007]基于以上研宄背景，本文提出了基于行星齒輪機構的渦輪增壓系統，有效彌補了傳統渦輪增壓的缺陷問題。
【發明內容】
[0008]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種新型車用渦輪增壓系統，本發明的系統能夠根據發動機工況需求提供合適的進氣增壓控制策略，合理地為發動機進氣增壓的同時進行廢氣能量的回收，適用于汽車在不同工況下的發動機渦輪增壓控制，合理利用發動機廢氣能量，具有節能效果。
[0009]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0010]一種新型車用渦輪增壓系統，包括渦輪與壓氣機，所述的渦輪設置在渦輪室內，渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連，渦輪室的排氣口接在發動機排氣管上，所述的壓氣機的進氣口與空氣濾清器管道相連，壓氣機的排氣口接在發動機的進氣歧管上；還包括電機與行星齒輪機構，所述的行星齒輪機構由齒圈、行星輪、太陽輪及行星架組成，所述的太陽輪設在齒圈的中心，所述的行星輪嚙合在太陽輪與齒圈之間，所述的行星輪安裝在行星架上，所述的渦輪和壓氣機通過一套行星齒輪機構聯接，同時將行星齒輪機構外接電機進行增壓調節。其中行星齒輪機構與渦輪、壓氣機以及電機的連接方式共包括以下八種技術方案。
[0011]方案一:所述的太陽輪與電機連接，所述的齒圈與渦輪連接，所述的行星架與壓氣機連接。該方案可以采用以下四種模式進行。
[0012]模式1:動力從齒圈和太陽輪輸入，由行星架輸出。即渦輪和電機共同帶動壓氣機工作，該模式適用于加速工況。
[0013]模式2:齒圈固定，動力從太陽輪輸入，由行星架輸出。即電機單獨帶動壓氣機工作。該模式適用于起動和怠速工況。但由于該模式為降速傳動，可在電機前加裝增速器。
[0014]模式3:動力從齒圈輸入，由太陽輪和行星架輸出。即渦輪在帶動壓氣機的同時，多余的能量由電機回收發電，該模式適用于高速工況。
[0015]模式4:將齒圈和太陽輪結合為一體，以渦輪的轉速作為動力輸入，由連接行星架的壓氣機輸出，傳動比為I。即該模式與傳統渦輪增壓方式相同。
[0016]方案二:所述的太陽輪與壓氣機連接，所述的齒圈與渦輪連接，所述的行星架與電機連接。該方案可以采用以下四種模式進行。
[0017]模式1:動力從齒圈和行星架輸入，由太陽輪輸出。即渦輪和電機共同帶動壓氣機工作。該模式適用于加速工況。
[0018]模式2:齒圈固定，動力從行星架輸入，由太陽輪輸出。即電機單獨帶動壓氣機工作。該模式適用于起動和怠速工況。
[0019]模式3:動力從齒圈輸入，由太陽輪和行星架輸出。即渦輪在帶動壓氣機的同時，多余的能量由電機回收發電。該模式適用于高速工況。
[0020]模式4:將齒圈和行星架結合為一體，以渦輪的轉速作為動力輸入，由連接太陽輪的壓氣機輸出，傳動比為I。即該模式與傳統渦輪增壓方式相同。
[0021]方案三:所述的太陽輪與電機連接，所述的齒圈與壓氣機連接，所述的行星架與渦輪連接。該方案可以采用以下四種模式進行。
[0022]模式1:動力從行星架和太陽輪輸入，由齒圈輸出。即渦輪和電機共同帶動壓氣機工作。該模式適用于加速工況。
[0023]模式2:行星架固定，動力從太陽輪輸入，由齒圈輸出。即電機單獨帶動壓氣機工作。該模式適用于起動和怠速工況。但由于該模式為降速傳動，可在電機前加裝增速器。
[0024]模式3:動力從行星架輸入，由齒圈和太陽輪輸出。即渦輪在帶動壓氣機的同時，多余的能量由電機回收發電。該模式適用于高速工況。
[0025]模式4:將太陽輪和行星架結合為一體，以渦輪的轉速作為動力輸入，由連接齒圈的壓氣機輸出，傳動比為I。即該模式與傳統渦輪增壓方式相同。
[0026]方案四:所述的太陽輪與渦輪連接，所述的齒圈與壓氣機連接，所述的行星架與電機連接。該方案可以采用以下四種模式進行。
[0027]模式1:動力從太陽輪和行星架輸入，由齒圈輸出。即渦輪和電機共同帶動壓氣機工作。該模式適用于加速工況。
[0028]模式2:太陽輪固定，動力從行星架輸入，由齒圈輸出。即電機單獨帶動壓氣機工作。該模式適用于起動和怠速工況。
[0029]模式3:動力從太陽輪輸入，由行星架和齒圈輸出。即渦輪在帶動壓氣機的同時，多余的能量由電機回收發電。該模式適用于高速工況。
[0030]模式4:將太陽輪和行星架結合為一體，以渦輪的轉速作為動力輸入，由連接齒圈的壓氣機輸出，傳動比為I。即該模式與傳統渦輪增壓方式相同。
[0031]方案五:所述的太陽輪與壓氣機連接，所述的齒圈與電機連接，所述的行星架與渦輪連接。該方案可以采用以下四種模式進行。
[0032]模式1:動力從行星架和齒圈輸入，由太陽輪輸出。即渦輪和電機共同帶動壓氣機工作。該模式適用于加速工況。
[0033]模式2:行星架固定，動力從齒圈輸入，由太陽輪輸出。即電機單獨帶動壓氣機工作。該模式適用于起動和怠速工況。
[0034]模式3:動力從行星架輸入，由太陽輪和齒圈輸出。即渦輪在帶動壓氣機的同時，多余的能量由電機回收發電。該模式適用于高速工況。
[0035]模式4:將齒圈和行星架結合為一體，以渦輪的轉速作為動力輸入，由連接太陽輪的壓氣機輸出，傳動比為I。即該模式與傳統渦輪增壓方式相同。
[0036]方案六:所述的太陽輪與渦輪連接，所述的齒圈與電機連接，所述的行星架與壓氣機連接。該方案可以采用以下四種模式進行。
[0037]模式1:動力從齒圈和太陽輪輸入，由行星架輸出。即渦輪和電機共同帶動壓氣機工作。該模式適用于加速工況。
[0038]模式2:太陽輪固定，動力從齒圈輸入，行星架輸出。即電機單獨帶動壓氣機工作。該模式適用于起動和怠速工況。但由于該模式為降速傳動，可在電機前加裝增速器。
[0039]模式3:動力從太陽輪輸入，由齒圈和行星架輸出。即渦輪在帶動壓氣機的同時，多余的能量由電機回收發電。該模式適用于高速工況。
[0040]模式4:將齒圈和太陽輪結合為一體，以渦輪的轉速作為動力輸入，由連接行星架的壓氣機輸出，傳動比為I。即該模式與傳統渦輪增壓方式相同。
[0041]方案七:所述的渦輪與壓氣機通過傳動軸連接，該傳動軸與太陽輪做成一體，所述的齒圈與電機連接。同時設計使行星架、太陽輪自由結合或分離。該方案可以采用以下三種模式進行。
[0042]模式1:行星齒輪機構各組件無一固定且互不結合，不傳輸動力，渦輪直接同軸驅動壓氣機增壓。該模式與傳統增壓模式相同。
[0043]模式2: