專利名稱：汽車鼓風(fēng)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車鼓風(fēng)機，特別是涉及一種汽車增壓器，其是可以結(jié)合到汽車發(fā)動機的裝置。增壓器是包括氣泵或鼓風(fēng)機葉輪的裝置，其旋轉(zhuǎn)改變了發(fā)動機進(jìn)氣系統(tǒng)的壓力狀況，即進(jìn)氣壓力。通常，該裝置以增加進(jìn)氣壓力的方式構(gòu)造和運行，因此，能夠增加發(fā)動機的功率輸出。或者，該裝置可以被構(gòu)造成降低進(jìn)氣壓力并減少功率輸出，這種功率控制方法與通過節(jié)流閥進(jìn)行負(fù)載控制的傳統(tǒng)方法相比，具有效率優(yōu)勢。
然而，根據(jù)本發(fā)明的鼓風(fēng)機還可以采用其他形式，如用于吹動空氣經(jīng)過冷卻用散熱器的汽車?yán)鋮s風(fēng)扇。
目前，增壓器由發(fā)動機(通常以固定的速度比)機械地、或電動地、或由從廢氣吸取能量的渦輪機(被稱作渦輪增壓機)來驅(qū)動。
在實際應(yīng)用中，簡單的機械驅(qū)動具有某些缺點，其包括不能夠在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下提高性能，以及功率控制能力差。在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)載下，有時需要不經(jīng)濟(jì)的旁路或安全閥來防止進(jìn)氣壓力高于所需的或理想的壓力。
電動增壓器的實際應(yīng)用在需要發(fā)動機大功率輸出的時候，通常會受到激勵增壓器的電機的費用、質(zhì)量和包裝尺寸的限制。這些裝置的效率還會受到在將機械能轉(zhuǎn)換成電能或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成機械能時所出現(xiàn)的損耗的影響。
渦輪增壓器的實際應(yīng)用是普遍的。然而，在給定條件下可用的進(jìn)氣壓力很大程度上取決于廢氣的流速、溫度和壓力。當(dāng)裝置的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變的瞬時條件下，旋轉(zhuǎn)部件的慣性基本上也會對進(jìn)氣壓力產(chǎn)生影響。在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下和從低功率輸出向高功率輸出轉(zhuǎn)換的情況下，這些影響經(jīng)常導(dǎo)致不理想的發(fā)動機功率輸出的不足。這些特性在汽車應(yīng)用中特別不理想。隨后，有人進(jìn)行了各種嘗試來提高渦輪增壓器在這些方面的性能。能夠通過提供變螺距的導(dǎo)向葉片來進(jìn)行某些改進(jìn)。此技術(shù)通常適用于汽車柴油發(fā)動機，但是較高的廢氣溫度和相關(guān)的材料技術(shù)以及潤滑劑的流出卻限制了汽油發(fā)動機的受益。
先前曾有人提出，通過發(fā)動機經(jīng)由連續(xù)變化速度比的傳動系統(tǒng)來機械地驅(qū)動增壓器。這在低速和負(fù)載控制的情況下，提供了顯著的性能改進(jìn)。由于包括諸如費用、可靠性、耐用性及包裝尺寸的原因，此種類型的系統(tǒng)通常沒有市場競爭力。
因此，本發(fā)明的目的在于提高一種具有商業(yè)競爭力的、高效的、并能夠獨立于發(fā)動機轉(zhuǎn)速大范圍改變進(jìn)氣壓力的增壓器。
根據(jù)本發(fā)明，汽車鼓風(fēng)機包括連接到傳動系統(tǒng)的輸出軸上的氣泵，該傳動系統(tǒng)的輸入軸在使用時連接到機動車輛的發(fā)動機上。該傳動系統(tǒng)包括三個分支的差動傳動組。一個分支連接到該輸出軸，另一分支連接到該輸入軸，并且第三個分支連接到僅具有電動回轉(zhuǎn)功能或既具有電動回轉(zhuǎn)功能又具有發(fā)電功能的電機上。僅具有電動回轉(zhuǎn)功能或既具有電動回轉(zhuǎn)功能又具有發(fā)電功能的另一電機連接到該輸入軸上。所述電機的定子的電連接器通過設(shè)置成控制其間的電力流動的控制器連接在一起。
在運行中，通過機械裝置(即通過傳動裝置)以及電氣裝置(即通過一個電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能，并且傳輸?shù)搅硪浑姍C上，在該另一電機中電能被轉(zhuǎn)換回機械能)，電力可以并行地從發(fā)動機傳輸?shù)綒獗?。由電氣裝置傳輸?shù)哪芰靠梢酝ㄟ^控制器控制。該電能與機械能的比根據(jù)傳輸輸出與傳輸輸入的速度比而變化，因此控制器可以用于改變速度比。
當(dāng)發(fā)動機以低速運行但需要高進(jìn)氣壓力時，傳動系統(tǒng)的速度比高，并且電能與機械能的比最高。如果發(fā)動機高速運行且需要高進(jìn)氣壓力時，電能與機械能的比低。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造能夠以寬范圍的速度比運行。合適的比率選擇能夠使相對低的輸入速度獲得很高的輸出速度。
優(yōu)選地，電機具有高效率并與汽車的環(huán)境相適應(yīng)。開關(guān)磁阻電動機就滿足這些要求；感應(yīng)電動機和永磁電動機也能滿足這些要求。
根據(jù)本發(fā)明的鼓風(fēng)機可以自己進(jìn)行電動激勵(不需要外部電源)。然而，在優(yōu)選實施例中，定子的電連接器還連接到電池上，并且控制器被設(shè)置成控制電機和電池之間的電力流動。
傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機連接到電池上，以便當(dāng)發(fā)動機不運行時能夠啟動和進(jìn)行可用的多種功能。因此，電池通常在任何情況下都是存在的。然而，根據(jù)本發(fā)明的鼓風(fēng)機中設(shè)置了兩個電機，為了啟動發(fā)動機的目的，其能夠開動一個或兩個電機，并且還具有交流發(fā)電機的功能，其通常將產(chǎn)生的電供給電池充電。因此，電機可以構(gòu)成所謂的啟動發(fā)電機裝置，由此省略了傳統(tǒng)的啟動電動機和交流發(fā)電機。在某些情況下，其有益于通過從電池提供能量來增大由發(fā)電機提供給電動機的電能，由此改善了與鼓風(fēng)機結(jié)合的發(fā)動機的瞬態(tài)特性。對于短的持續(xù)時間，甚至可以理想地提供足夠的電能，從而使用來自電池的能量使兩個電機均作為電動機運行，由此進(jìn)一步提高與鼓風(fēng)機結(jié)合的發(fā)動機的瞬態(tài)響應(yīng)。
行星傳動組可以分為兩種基本類型，也就是說反型(negative type)和正型(positive type)。在反型的行星傳動組中，當(dāng)一個傳動件沿一個方向旋轉(zhuǎn)并且支撐件保持靜止時，第三傳動件沿另一方向旋轉(zhuǎn)。在正型的行星傳動組中，如果一個傳動件沿一個方向旋轉(zhuǎn)并且支撐件保持靜止時，第三傳動件沿所述的一個方向旋轉(zhuǎn)，也就是說與該第一傳動件的方向相同。
行星傳動組的傳動輪可以是齒輪，并且在這種情況下，通過它們的齒的嚙合在嚙合的傳動輪之間傳動。然而，可選擇地，傳動輪也可以是相對光滑的，并構(gòu)成所謂的摩擦輪或牽引輪，并且在這種情況下，通過滾動牽引輪的摩擦配合或通過這些輪之間的流體的剪切在配合的傳動輪之間傳送驅(qū)動。
在本發(fā)明的一個實施例中，鼓風(fēng)機是包括離心式葉輪類型的增壓器。在這種情況下，該行星傳動組可以包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該太陽輪連接到該葉輪上，該環(huán)形輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該支架連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
在本發(fā)明的另一個實施例中，鼓風(fēng)機是包括離心式葉輪類型的增壓器。在這種情況下，該行星傳動組可以包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該太陽輪連接到該葉輪上，該支架連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該環(huán)形輪連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
在本發(fā)明的另一個實施例中，鼓風(fēng)機為相對低速度的類型，其中氣泵為正位移類型或是冷卻風(fēng)扇。在這種情況下，該行星傳動組可以包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該環(huán)形輪連接到該氣泵上，該支架連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該太陽輪連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
在本發(fā)明的另一個實施例中，鼓風(fēng)機為相對低速度的類型，其中氣泵為正位移類型或是冷卻風(fēng)扇。在這種情況下，該行星傳動組可以包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該支架連接到該氣泵上，該環(huán)形輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該太陽輪連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
在本發(fā)明的另一個實施例中，鼓風(fēng)機為相對低速度的類型，其中氣泵為正位移類型或是冷卻風(fēng)扇。在這種情況下，該行星傳動組可以包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該支架連接到該氣泵上，該太陽輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該環(huán)形輪連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
在本發(fā)明的另一個實施例中，鼓風(fēng)機為相對低速度的類型，其中氣泵為正位移類型或是冷卻風(fēng)扇。在這種情況下，該行星傳動組可以包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該環(huán)形輪連接到該氣泵上，該太陽輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該支架連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
或者，該行星傳動組可以包括第一太陽輪以及第二太陽輪，該第一太陽輪與多個第一行星輪配合，該第二太陽輪與多個第二行星輪配合，每個第一行星輪與各自的第二行星輪連接，每對連接的第一和第二行星輪由各自的公共行星軸支撐，所述行星軸連接到公共支架上，所述太陽輪中一個連接到該氣泵上，所述太陽輪中的另一個連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該支架連接到另一個電機上。
在另一實施例中，該行星傳動組可以包括第一太陽輪以及第二太陽輪，該第一太陽輪與多個第一行星輪配合，該第二太陽輪與多個第二行星輪配合，每個第一行星輪與各自的第二行星輪連接，每對連接的第一和第二行星輪由各自的公共行星軸支撐，所述行星軸連接到公共支架上，所述太陽輪中的一個連接到該鼓風(fēng)機上，該支架連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且所述太陽輪中的另一個連接到另一個電機上。
在又一實施例中，該行星傳動組可以包括第一太陽輪以及第二太陽輪，該第一太陽輪與多個第一行星輪配合，該第二太陽輪與多個第二行星輪配合，每個第一行星輪與各自的第二行星輪連接，每對連接的第一和第二行星輪由各自的公共行星軸支撐，所述行星軸連接到公共支架上，該支架連接到該氣泵上，所述太陽輪中的一個連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且所述太陽輪中的另一個連接到另一個電機上。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鼓風(fēng)機被設(shè)置成在該氣泵相對該發(fā)動機的輸入具有相對低速度比的情況下，一個電機作為發(fā)電機運行并產(chǎn)生電力，該電力被傳輸?shù)搅硪粋€電機，該另一個電機作為電動機運行；并且在該氣泵的相對高速度比的情況下，所述另一個電機作為發(fā)電機運行并產(chǎn)生電力，該電力被傳輸?shù)剿龅囊粋€電機，所述的一個電機作為電動機運行。因此，在該優(yōu)選實施例中，在固定輸入速度下，隨著氣泵的速度增加，兩個電機之間傳輸?shù)妮斎肽芰康谋壤饾u降低，然后在所謂的節(jié)點處達(dá)到零，之后隨著氣泵的速度增加，能量沿相反的方向流動。這意味著在氣泵的運行速度比不一致的情況下，兩個電機作為電動機和發(fā)電機來運行。節(jié)點可設(shè)置成接近于氣泵需要最大功率的速度條件，使得電機的額定功率以及其費用最小?？蛇x擇地，節(jié)點也可以設(shè)置成根據(jù)給定的工作周期提供最大的運行效率。由于機械傳輸能量的效率大大高于電力傳輸能量的效率，所以這將使鼓風(fēng)機的效率最大。
在一個電機沒有發(fā)電功能且另一個電機沒有電動回轉(zhuǎn)功能的情況下，也可以獲得本發(fā)明的上述實施例。然而，僅能在節(jié)點的一側(cè)而不是兩側(cè)的速度比下，維持運行。
通過下面對參考附圖舉例給出的四個具體實施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和細(xì)節(jié)將變得明顯，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的高速汽車鼓風(fēng)機第一實施例的示意性剖視圖，該鼓風(fēng)機構(gòu)成為載客公路車輛的增壓器；圖2是汽車增壓器第二實施例的類似于圖1的視圖；圖3是在圖2所示的增壓器中功率通量和進(jìn)氣管壓力相對于葉輪速度的坐標(biāo)圖；圖4是汽車增壓器第三實施例的高度示意性視圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的低速汽車鼓風(fēng)機的類似于圖1的視圖，該鼓風(fēng)機構(gòu)成為冷卻風(fēng)扇。
首先參考圖1，增壓器包括氣泵2，其在此例子中構(gòu)成為離心式氣動葉輪，該葉輪在使用時位于汽車發(fā)動機的進(jìn)氣管中。葉輪2連接到傳動系統(tǒng)的輸出軸4，傳動系統(tǒng)的輸入軸6支撐皮帶輪8。在使用時，公知類型的傳動帶圍繞皮帶輪8及另一皮帶輪上，該另一皮帶輪由發(fā)動機驅(qū)動并安裝于發(fā)動機曲軸上或連接到由該曲軸驅(qū)動的另一軸上。兩個皮帶輪的尺寸典型地設(shè)置成產(chǎn)生倍數(shù)為3的遞升比例，因此，如果發(fā)動機在如1500rpm的速度下旋轉(zhuǎn)，則輸入軸將在4500rpm的速度下旋轉(zhuǎn)。
傳動系統(tǒng)包括反型行星傳動組。輸入軸6連接到支架10上，該支架10支撐多個(典型地為三個)帶齒的行星輪12，其可旋轉(zhuǎn)地安裝于各自的行星軸14上。每個行星輪12與帶齒的太陽輪16嚙合，太陽輪16由輸出軸4支撐。行星輪12還與帶齒的環(huán)形輪18嚙合。
輸入軸6和環(huán)形輪18連接到具有各自的定子24、26的各自的電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子20和22上。兩個定子的電連接器連接在一起，并在使用時通過控制器27連接到車輛的電池25上，控制器27控制這三個裝置之間的電力流動。
使用時，機械地提供旋轉(zhuǎn)葉輪所需的電力比例。電動機/發(fā)電機中的一個用作發(fā)電機并將電力傳遞給另一電動機/發(fā)電機，該另一電動機/發(fā)電機用作電動機并提供或基本上提供使葉輪在理想速度下旋轉(zhuǎn)所需的剩余電力。如果需要附加電力，則運行控制器27，以從電池25獲取該電力。有時至少在短時間周期內(nèi)，可能需要由電池提供所有的電力。電動機/發(fā)電機的其中之一或二者的形式是一體化啟動發(fā)電機(ISG)裝置，因此，當(dāng)?shù)玫竭^多的電力時，可以運行控制器，以將此能量傳遞給電池以進(jìn)行充電。因此，ISG可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽車交流發(fā)電機，并且還可用于啟動發(fā)動機，由此也可用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的發(fā)動機啟動電動機。
圖2顯示了增壓器的改型構(gòu)造，并且與圖1中的部件相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記表示。該實施例與圖1所示的實施例的不同之處主要在兩個方面即行星傳動組的構(gòu)造和由此引起的兩個電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的連接，以及在傳動組的輸出和葉輪之間的遞升傳動裝置的設(shè)置。該行星傳動組是正型的。輸入軸6連接到第一帶齒的太陽輪30，其與多個(典型地為三個)帶齒的第一行星輪32嚙合，所述行星輪32可旋轉(zhuǎn)地安裝在各自的行星軸14上。每個第一行星輪32都連接到各自的第二帶齒的行星輪34上，該行星輪34安裝于相同的行星軸14上。行星輪34與第二帶齒的太陽輪36嚙合，該太陽輪36連接到中間輸出軸5上。行星軸14安裝于公共支架16上。輸出軸5通過固定比加速傳動箱連接到輸出軸或葉輪軸4上。該傳動箱可采用多種形式，但在圖2中描述的特定實施例中，其包括具有2.4∶1的固定遞升比例的正行星傳動裝置。
傳動箱包括第一太陽輪17，其連接到軸5上，并與多個(典型地為三個)第一行星輪42配合。行星輪42安裝于各自的固定行星軸44上，并直接連接到各自的第二行星輪19上。行星輪19與連接到輸出軸4上的第二太陽輪48配合。
輸入軸6和行星支架16連接到具有各自的定子24、26的各自的電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子20和22上。兩個定子的電連接器再次連接在一起，并在使用時，通過控制器連接到車輛的電池上，該控制器控制這三個裝置之間的電力流動。
圖2所示的增壓器的運行模式基本上與結(jié)合圖1所描述的相同。
圖3示出了安裝有圖2所示結(jié)構(gòu)的增壓器的發(fā)動機的功率通量和進(jìn)氣管壓力隨著葉輪速度(及由此的增壓壓力)在固定的電動機轉(zhuǎn)速下增加。所示的狀況沒有流入電池的電流或沒有從電池流出的電流。曲線50表示發(fā)動機的總輸入電力，曲線52表示由第一電動機/發(fā)電機20/24提供的機械能，曲線54表示由第二電動機/發(fā)電機22/26提供的機械能，并且曲線56表示作為結(jié)果發(fā)生的進(jìn)氣壓力。在葉輪速度相對較低時，第一電機用作電動機并且第二電機用作由發(fā)動機激勵的發(fā)電機。節(jié)點用曲線52和54的交點表示。隨著葉輪的速度增加到超出該節(jié)點，第一電機變成發(fā)電機并且第二電機變成電動機?？梢钥闯?，在低速時，電動機/發(fā)電機(在此例子中是電動機/發(fā)電機22，26)中的一個用作由發(fā)動機激勵的發(fā)電機，并將電能傳遞給另一用作電動機的電動機/發(fā)電機20，24。隨著葉輪速度的增加，傳輸?shù)碾娏α吭诠?jié)點處減少到零，然后變成負(fù)向增加，也就是說，電動機/發(fā)電機20，24用作發(fā)電機并給用作電動機的另一電動機/發(fā)電機傳輸電力。在此例子中，傳輸?shù)碾娏榱銜r的節(jié)點的轉(zhuǎn)速是146,000rpm，并且可選擇該速度以使該電機的額定值(rating)最小。這表明，對于增壓器運行的基本比例而言，在兩個電動機/發(fā)電機之間傳輸?shù)碾娏ο鄬π?，由于通過傳動系統(tǒng)傳輸?shù)母弑壤哪芰渴菣C械傳輸?shù)?，其本身就具有較高的效率，這使得增壓器的效率最大。
圖4是增壓器另一實施例的高度示意性視圖，其與圖1所示的相似，但是在一個很重要的方面是不同的即行星傳動組的傳動輪不是帶齒的而是基本上光滑的，并且基本上彼此滾動配合，由此，傳動組為公知的摩擦類型或牽引類型。增壓器容納于僅示出了一部分的外殼58中，并且其帶有支撐各種轉(zhuǎn)軸的各種軸承。
行星傳動組還包括環(huán)形輪18’，其與多個(典型地為三個)行星輪12’配合，所述行星輪12’由連接到公共行星支架10’的各自的行星軸14’支撐。行星輪12’與太陽輪16’配合，該太陽輪16’明顯小于圖1中的太陽輪16，并且在此例子中簡單地構(gòu)成輸出軸4’的長度的一部分。輸入軸6還連接到第一電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子20上，第一電動機/發(fā)電機連接到傳動組的環(huán)形輪18’上，而不連接到支架上。支架10’而不是環(huán)形輪連接到第二電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子22。
該增壓器的運行基本上與圖1所示的增壓器的運行相同，但應(yīng)當(dāng)注意，使用牽引輥而不是帶齒的傳動輪允許太陽輪的尺寸大大減小，這能夠獲得較高的遞升比例，這意味著圖2所示實施例的遞升傳動裝置可以被省略，但仍然能夠獲得非常高的輸出速度。
圖5示出了鼓風(fēng)機的變型實施例，其構(gòu)成為汽車風(fēng)扇，在使用時該汽車風(fēng)扇典型地設(shè)置成與汽車?yán)鋮s用散熱器相鄰。在此例子中，氣泵2構(gòu)成為風(fēng)扇葉輪或軸式葉輪，典型地，其在大大低于離心式葉輪的速度的速度下旋轉(zhuǎn)。葉輪2連接到傳動系統(tǒng)的輸出軸4上，傳動系統(tǒng)的輸入軸6支撐皮帶輪8，該皮帶輪8在使用時由圍繞它及另一皮帶輪的傳動帶驅(qū)動，該另一皮帶輪被支撐或連接成由發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)。輸出軸4連接到正型行星傳動組的第一太陽輪60上，其與多個第一行星輪62配合。每個第一行星輪62連接到同軸的第二行星輪64上。每一對同軸行星輪可旋轉(zhuǎn)地支撐于各自的行星軸66上，行星軸66與公共支架68連接，該公共支架68接下來連接到輸入軸6上。該第二行星輪64與第二太陽輪70配合，該第二太陽輪70連接到軸72上，該軸72在輸入軸6內(nèi)同軸延伸。該軸72支撐凸緣74，該凸緣74連接到電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子22，其是開關(guān)磁阻型的，并且該電動機/發(fā)電機包括定子26。輸入軸6連接到包括定子24的另一類似的電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子20上。
此實施例的運行通常類似于第一實施例，只是其構(gòu)造和傳動比使得葉輪的速度非常低，與第一實施例的離心式葉輪超出100,000rpm的速度相比，其最大輸出速度不大于1000rpm。當(dāng)需要運行風(fēng)扇時，將兩個定子的電連接器連接在一起、并連接到電池上的控制器運行，以將電力從一個電動機/發(fā)電機傳遞到另一個上，并改變傳動系統(tǒng)的傳動比，從而使葉輪旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)一部分是由發(fā)動機通過傳動系統(tǒng)傳遞的機械能進(jìn)行的，而還有一部分是通過一個電動機/發(fā)電機產(chǎn)生的能量進(jìn)行的，該電動機/發(fā)電機作為電動機運行，并由作為發(fā)電機的另一電動機/發(fā)電機激勵。
該鼓風(fēng)機還具有單個節(jié)點，也就是說，在此例子中，在一個略大于1000rpm的速度下，在兩個電動機/發(fā)電機之間傳輸?shù)碾娏?jīng)過零，也就是說，作為電動機和發(fā)電機的兩個電動機/發(fā)電機的運行分別顛倒。
權(quán)利要求
1.一種汽車鼓風(fēng)機，其包括連接到傳動系統(tǒng)的輸出軸上的氣泵，該傳動系統(tǒng)的輸入軸在使用時連接到機動車輛的發(fā)動機上，該輸入軸和輸出軸連接到三個分支的行星差動傳動組的各自的分支上，該傳動組的第三個分支和該輸入軸連接到各自電機的轉(zhuǎn)子上，所述電機中的至少一個設(shè)置成作為電動機運行，并且所述電機中的至少另一個設(shè)置成作為發(fā)電機運行，所述電機的定子的電連接器通過設(shè)置成控制其間的電力流動的控制器連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的鼓風(fēng)機，其中，兩個電機構(gòu)成電動機/發(fā)電機。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鼓風(fēng)機，其中，所述定子的電連接器還連接到電池上，并且該控制器設(shè)置成控制兩個電機和電池之間的電力流動。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括多個嚙合的帶齒的傳動輪。
5.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括多個輥式傳動輪，通過其表面的摩擦配合或其表面之間的流體控制，在輪對之間傳遞扭矩。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該鼓風(fēng)機是增壓器，并且，該氣泵包括離心式葉輪。
7.如權(quán)利要求6所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該太陽輪連接到該葉輪上，該環(huán)形輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該支架連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
8.如權(quán)利要求6所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該太陽輪連接到該葉輪上，該支架連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該環(huán)形輪連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
9.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該環(huán)形輪連接到該氣泵上，該支架連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該太陽輪連接到另一個電機的電動機上。
10.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該支架連接到該氣泵上，該環(huán)形輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該太陽輪連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
11.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該支架連接到該氣泵上，該太陽輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該環(huán)形輪連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
12.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括太陽輪，其與多個行星輪配合，所述多個行星輪由公共支架支撐，并且與環(huán)形輪配合，該環(huán)形輪連接到該氣泵上，該太陽輪連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該支架連接到另一個電機的轉(zhuǎn)子上。
13.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括第一太陽輪以及第二太陽輪，該第一太陽輪與多個第一行星輪配合，該第二太陽輪與多個第二行星輪配合，每個第一行星輪與各自的第二行星輪連接，每對連接的第一和第二行星輪由各自的公共行星軸支撐，所述行星軸連接到公共支架上，所述太陽輪中的一個連接到該氣泵上，所述太陽輪中的另一個連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且該支架連接到另一個電機上。
14.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括第一太陽輪以及第二太陽輪，該第一太陽輪與多個第一行星輪配合，該第二太陽輪與多個第二行星輪配合，每個第一行星輪與各自的第二行星輪連接，每對連接的第一和第二行星輪由各自的公共行星軸支撐，所述行星軸連接到公共支架上，所述太陽輪中的一個連接到該氣泵上，該支架連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且所述太陽輪中的另一個連接到另一個電機上。
15.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該行星傳動組包括第一太陽輪以及第二太陽輪，該第一太陽輪與多個第一行星輪配合，該第二太陽輪與多個第二行星輪配合，每個第一行星輪與各自的第二行星輪連接，每對連接的第一和第二行星輪由各自的公共行星軸支撐，所述行星軸連接到公共支架上，該支架連接到該氣泵上，所述太陽輪中的一個連接到該輸入軸上，該輸入軸連接到一個電機的轉(zhuǎn)子上，并且所述太陽輪中的另一個連接到另一個電機上。
16.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該氣泵通過遞升傳動裝置連接到該輸出軸。
17.如權(quán)利要求1-5及9-15中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該鼓風(fēng)機是增壓器，并且該氣泵是正位移氣泵。
18.如權(quán)利要求1-5及9-15中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該鼓風(fēng)機是冷卻風(fēng)扇，并且該氣泵是軸式葉輪。
19.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鼓風(fēng)機，其中，該鼓風(fēng)機被設(shè)置成在該氣泵與該輸入軸具有相對低的速度比的情況下，一個電機作為發(fā)電機運行并產(chǎn)生電力，該電力被傳輸?shù)搅硪粋€電機，該另一個電機作為電動機運行；并且在該氣泵與該輸入軸具有相對高的速度比的情況下，該另一個電機作為發(fā)電機運行并產(chǎn)生電力，該電力被傳輸?shù)剿龅囊粋€電機，該一個電機作為電動機運行。
全文摘要
一種汽車鼓風(fēng)機，特別是增壓器，包括連接到傳動系統(tǒng)的輸出軸(4)上的氣泵，如氣動葉輪(2)，該傳動系統(tǒng)的輸入軸在使用時連接到機動車輛的發(fā)動機上。輸入和輸出軸(6，4)連接到三個分支的行星差動傳動組的各自的分支上。該傳動組的第三個分支和該輸入軸(6)連接到各自電機的轉(zhuǎn)子(20，22)上，電機的定子(24，26)的電連接器通過設(shè)置成控制其間的電力流動的控制器(27)連接在一起。
文檔編號F02B39/06GK1751172SQ200480004418
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17日
發(fā)明者戴維·盧克·巴克 申請人:動力技術(shù)(英國)有限公司, 一體化傳動系有限公司