[实用新型]电动涡轮增压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机动车技术领域，具体涉及一种用于增加汽车、摩托车等发动机进气压力的电动涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器是一种空气压缩器，通过压缩空气来增加机动车发动机的进气压力，    产生强大的旋风涡流，使雾化过程中的油、气分子充分混合，增加氧密度，从而使燃烧更彻底、更充分，消除死角及余爆，达到增强发动机的功率和扭矩，提升动力、节省燃油的效果。

现有技术中最常用的涡轮增压器，是利用发动机所排出的废气惯性冲力来驱动涡轮，从而带动叶轮向发动机的进气口实施增压。这种结构的增压器由于以发动机废气为动力，其高速性能较好，但中、低速行驶中提速较差，而汽车、摩托车等大部分情况下是在中、低速下行驶，从而突显了其实际应用中的不足。同时，这种结构的增压器还存在工作温度高、结构复杂、安装麻烦、成本高等问题。

现有的另一种涡轮增压器，是采用电机作为增压动力的电动涡轮增压器。这种涡轮增压器不再依靠发动机的废气作为动力，而依靠电机带动叶轮旋转提供增压气流，其结构比较简单，成本也更低，因而在机动车领域的应用越来越广泛。但是通常电动涡轮增压器的设计中没有考虑叶轮实度对增压效果的影响。所谓叶轮的实度，是指叶轮的叶片在其旋转面的投影面积与叶片旋转所掠过的面积之比。通常的电动涡轮增压器，包括安装在壳体内的支撑架，该支撑架上固定设置有电机，电机的输出轴上固定设置有叶轮，叶轮由轮毂以及平衡分布于轮毂周向的叶片构成，其叶轮的叶片为放射状的扇形叶片，且叶片面积较大，叶轮的实度超过了60%，如图1中的叶轮100所示；采用较大叶片的原因是保证叶轮在中、低转速时能够提供足够大的增压流量，这样的涡轮增压器在机动车中、低速行驶中的增压效果较好；但是，当机动车高速行驶时，发动机需要的进气量大大增加，而此时由于叶片实度过大，即使成倍的提高叶轮的转速，叶轮自身在增压管道中占用了较大的面积相当于压缩了增压管道的通道直径，阻挡了气流流通，导致涡轮增压器不仅没有为发动机增压，反而在涡轮增压器的出气端形成负压，使得机动车发动机在高速运转时进气量不足，影响了发动机的高速性能。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种新的电动涡轮增压器，确保其在低、中、高转速时均能够提供较好的增压效果。

本实用新型的目的是这样实现的：一种电动涡轮增压器，包括安装在壳体内的支撑架，该支撑架上固定设置有电机，电机的输出轴上固定设置有叶轮，叶轮由轮毂以及平衡分布于轮毂周向的叶片构成，其特征在于：所述叶轮的实度在15%~35%之间，控制叶轮的实度，以减小叶轮叶片对增压气流的阻挡，保证在高转速时更够提供足够的增压气流；但控制叶轮的实度也相应的减小了叶片的面积，因此需要让叶轮的叶片朝向增压方向的一面（即扇风面）具有一凹弧面，在叶轮旋转时该凹弧面可以促进涡流的产生，抑制气流脱离叶片，在一定程度上提高叶片旋转时的增压效率；同时，还相应让叶片整体与叶片的旋转平面呈一角度α，该角度α为35~55度，较大的角度使得叶片旋转时排出/纳入空气的体积增加，进一步提高叶片旋转时的增压效率，从而让电动涡轮增压器在中、低转速时也能够为发动机提供足够的增压气流。

进一步，由于叶轮实度的限制，叶轮上的叶片数量不宜过多，否则每一个叶片的面积过小反而会影响其转动时的增压效率，因此叶片数量最好为2~12片；其中优选方案的叶轮叶片为3片，3叶片的叶轮不仅增压效率较高，并且具有较好的动平衡，不易产生振荡，从而有助于减轻轴承的磨损，降低噪音，延长电机的使用期限，降低维修成本。

作为进一步改进，所述叶轮的旋转平面的半径小于壳体内截面的半径2~5mm，保证叶轮旋转时与壳体内壁之间仅留有较小的间隙，增强对气流的导向性能，减少气流紊乱，有助于减小电机的增压功率消耗，降低噪音，提高增压效率。

在上述方案的基础上，所述电机为双轴电机，双轴电机的两个输出轴上分别固定设置有叶轮，输出轴带动两个叶轮同向旋转，从而提升增压动力。或者，所述支撑架上固定设置的电机为两个，每个电机的输出轴上均固定设置有叶轮，形成两个电机、叶轮组；可以将两个电机、叶轮组的转向设置为相同方向，这样实现的效果与采用一个双轴电机的效果相当；而如果两个电机、叶轮组的转向设置相反，则能够在提升增压动力的同时，还进一步利用两个叶轮的反向旋转相互中和向心力，避免两个叶轮产生共振效应，从而减轻两个电机的负荷，降低噪音，延长电机和叶轮的使用寿命。

综上所述，相比现有技术，本实用新型具有下述优点：