專利名稱：電動(dòng)增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝入到在機(jī)動(dòng)車等上搭載的內(nèi)燃機(jī)中的電動(dòng)增壓裝置，并涉及能夠利用電動(dòng)增壓裝置的吸入空氣來冷卻裝入到該電動(dòng)增壓裝置中的逆變器及電動(dòng)機(jī)，且能夠抑制壓縮機(jī)的容量降低及噴出空氣的溫度上升的電動(dòng)增壓裝置。
背景技術(shù)：
目前，在機(jī)動(dòng)車等的內(nèi)燃機(jī)中，存在利用內(nèi)燃機(jī)的排出氣體使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，來驅(qū)動(dòng)與該渦輪共有旋轉(zhuǎn)軸的壓縮機(jī)，從而對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行增壓的增壓器。由于所述增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)需要內(nèi)燃機(jī)的排氣，無法與起步時(shí)或急速加速時(shí)等對(duì)應(yīng)，因此使用利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)或輔助增壓器的旋轉(zhuǎn)軸的電動(dòng)增壓裝置。該電動(dòng)增壓裝置的一例在專利文獻(xiàn)1中公開。以下， 利用圖6來說明專利文獻(xiàn)1所公開的電動(dòng)增壓裝置。在圖8中，裝入到發(fā)動(dòng)機(jī)100的供給氣體流路101中的電動(dòng)增壓裝置102具備面向供給氣體流路101設(shè)置的壓縮機(jī)104 ；驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)104的電動(dòng)機(jī)106 ；控制該電動(dòng)機(jī)106 的控制裝置108 ；由供駕駛員手動(dòng)操作的轉(zhuǎn)向桿等構(gòu)成，向控制裝置108指示電動(dòng)增壓裝置 102的增壓量的增壓量調(diào)整機(jī)構(gòu)110 ；由設(shè)置在駕駛員座正面的儀表板(省略圖示)上的顯示部構(gòu)成，顯示增壓量的表示機(jī)構(gòu)112 ；車載蓄電池、交流發(fā)電機(jī)等電源114?？刂蒲b置108具備驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)106的驅(qū)動(dòng)裝置116、根據(jù)駕駛員所設(shè)定的增壓量來控制驅(qū)動(dòng)裝置116的控制指令部118?？刂蒲b置108中內(nèi)置有例如由FET等開關(guān)元件構(gòu)成的逆變器，通過該逆變器將從電源114供給的電力轉(zhuǎn)換成交流，并通過對(duì)電壓及頻率進(jìn)行任意變更，來控制電動(dòng)機(jī)106的旋轉(zhuǎn)速度。由于構(gòu)成電源114的蓄電池等蓄電裝置的電壓比較低，因此在逆變器中流過大電流，逆變器的發(fā)熱量大。另外，由于電動(dòng)機(jī)106也以高速旋轉(zhuǎn)，因此發(fā)熱量大。因而需要冷卻逆變器或電動(dòng)機(jī)。專利文獻(xiàn)2中公開了利用壓縮機(jī)的吸入空氣來冷卻電動(dòng)增壓裝置的逆變器和電動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)。以下，利用圖9對(duì)專利文獻(xiàn)2所公開的冷卻機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。在圖9中，從設(shè)置在供給氣體流路200中的壓縮機(jī)202的吸入口吸入供給氣體a， 并將其向省略圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)供給。供給氣體流路200由從入口部204分成三支的流路構(gòu)成。 艮口，串聯(lián)流路210通過逆變器206及電動(dòng)機(jī)208的發(fā)熱部而到達(dá)壓縮機(jī)202的入口。第二串聯(lián)流路212從入口部204繞開逆變器206而到達(dá)電動(dòng)機(jī)208的發(fā)熱部。旁通流路214從入口部204繞開逆變器206及電動(dòng)機(jī)208而與壓縮機(jī)202的入口側(cè)的供給氣體流路216連接。除這三支流路以外，還設(shè)有從入口部204繞開逆變器206、電動(dòng)機(jī)208及壓縮機(jī) 202而到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的入口側(cè)的旁通流路218。在第二串聯(lián)流路212及旁通流路214、218的分支部設(shè)有可動(dòng)閥220、222及224。需要說明的是，旁通流路218在壓縮機(jī)202停止的情況下使用，因此通常用可動(dòng)閥2 預(yù)先封閉入口。如圖所示，在壓縮機(jī)202的非運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由可動(dòng)閥220及222封閉第二串聯(lián)流路212及旁通流路214。此時(shí)，壓縮機(jī)202以幾千至1萬rpm的低速旋轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)，將從入口部204吸入的全部供給氣體a向串聯(lián)流路210供給。利用該供給氣體a來冷卻逆變器206及電動(dòng)機(jī) 208的發(fā)熱部。在壓縮機(jī)202的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮機(jī)202以幾萬至十幾萬rpm的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此， 由于供給氣體量增大，若將全部供給氣體a向串聯(lián)流路210供給，則供給氣體流會(huì)產(chǎn)生大的壓力損失，因此打開串聯(lián)流路210及旁通流路214、218這三個(gè)流路，僅將能夠得到逆變器 206及電動(dòng)機(jī)208的冷卻所需的流速的供給氣體a向串聯(lián)流路210供給。從而，防止供給氣體流產(chǎn)生大的壓力損失的情況。專利文獻(xiàn)1日本特開2006-258094號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2008-215075號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)2所公開的利用了壓縮機(jī)的供給氣體的冷卻機(jī)構(gòu)中，當(dāng)要提高冷卻效率時(shí)，期望極力提高供給氣體的流速。另一方面，壓縮機(jī)的吸入空氣流量由發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的空氣流量決定，因此無法脫離發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的空氣流量。因此，為了提高供給氣體流速，考慮有減小供給氣體流路的截面積的方法，但當(dāng)使供給氣體流路變窄時(shí)，壓力損失增加，壓縮機(jī)的吸入口空氣量及噴出空氣量降低。因此，存在壓縮機(jī)所期望的性能及效率降低這樣的問題。另外，若驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)及控制該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的逆變器的冷卻效率提高， 則壓縮機(jī)的吸入空氣的溫度上升。相伴于此，壓縮機(jī)的噴出空氣的溫度也上升，因此壓縮機(jī)葉輪過熱，該壓縮機(jī)葉輪的強(qiáng)度可能會(huì)降低。壓縮機(jī)葉輪通常由鋁等形成，若在強(qiáng)度降低的狀態(tài)下施加大的離心力，則可能會(huì)破損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的課題而提出，其目的在于提供一種具備利用壓縮機(jī)的供給氣體來冷卻電動(dòng)機(jī)和逆變器的機(jī)構(gòu)的電動(dòng)增壓裝置，其能夠抑制因供給氣體的壓力損失等引起的壓縮機(jī)的容量不足或性能降低，且能夠抑制壓縮機(jī)的過熱，由此防止強(qiáng)度降低和破損。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電動(dòng)增壓裝置具備蓄電裝置等電源、在內(nèi)燃機(jī)的供給氣體流路中設(shè)置的壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)、對(duì)所述電源的電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換而向該電動(dòng)機(jī)供給的逆變器，所述供給氣體流路配設(shè)成在壓縮機(jī)的上游側(cè)通過該電動(dòng)機(jī)及逆變器的發(fā)熱部，從而利用供給氣體來冷卻電動(dòng)機(jī)及逆變器，所述電動(dòng)增壓裝置的特征在于，具備空氣取入口向外部氣體敞開且在壓縮機(jī)的吸入口附近與供給氣體流路合流的外部氣體導(dǎo)入管；設(shè)置在該外部氣體導(dǎo)入管中的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)增壓裝置構(gòu)成為從該外部氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入外部氣體，并利用該空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整外部氣體導(dǎo)入量，從而確保壓縮機(jī)的噴出空氣量，并抑制壓縮機(jī)的噴出空氣溫度。在本發(fā)明的裝置中，除供給氣體流路以外，還設(shè)有空氣取入口向外部氣體敞開而向壓縮機(jī)導(dǎo)入外部氣體的外部氣體導(dǎo)入管。并且，在因供給氣體流路的壓力損失等影響而導(dǎo)致壓縮機(jī)的噴出空氣量不足時(shí)，能夠從不易受壓力損失影響的該外部氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入外部氣體。從而，能夠增加壓縮機(jī)的噴出空氣量，防止壓縮機(jī)的容量不足及性能降低。另外，通過從外部氣體導(dǎo)入管直接向壓縮機(jī)導(dǎo)入低溫的外部氣體，由此抑制壓縮機(jī)的吸入空氣及噴出空氣的溫度上升，從而能夠防止壓縮機(jī)的強(qiáng)度降低。本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成為，具備收容壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)及逆變器且具有空氣取入口的密閉外殼，在該外殼的內(nèi)部形成使從該空氣取入口吸入的供給氣體通過逆變器及電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱部而到達(dá)壓縮機(jī)的吸入口的供給氣體流路，且外部氣體導(dǎo)入管與壓縮機(jī)的吸入口附近的外殼隔壁連接。這樣，通過在密閉外殼的內(nèi)部收容壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)及逆變器，由此能夠利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)容易地將用于冷卻電動(dòng)機(jī)及逆變器的供給氣體向壓縮機(jī)導(dǎo)入。另外，通過使外部氣體導(dǎo)入管與壓縮機(jī)的吸入口附近的外殼隔壁連接，由此能夠減少外部氣體的壓力損失，且能夠利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)將外部氣體向壓縮機(jī)導(dǎo)入。本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成為，具備噴出空氣流量計(jì)及噴出空氣壓力計(jì)，它們?cè)O(shè)置在壓縮機(jī)的噴出側(cè)供給氣體流路中；該壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)；控制器，向該控制器輸入該噴出空氣流量計(jì)、噴出空氣壓力計(jì)及轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值，該控制器根據(jù)該檢測(cè)值來操作外部氣體導(dǎo)入管的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而控制外部氣體導(dǎo)入量。從而，在因供給氣體的壓力損失等影響而壓縮機(jī)的噴出空氣量及噴出空氣壓力相對(duì)于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速而言低于額定量時(shí)，能夠利用控制器調(diào)整外部氣體導(dǎo)入量，從而將控制器的噴出空氣量及噴出空氣壓力調(diào)整成額定量，從而能夠抑制壓縮機(jī)的噴出空氣流量的不足。在該結(jié)構(gòu)中，可以將以壓縮機(jī)的噴出空氣量、噴出空氣壓力及轉(zhuǎn)速為參數(shù)的額定的性能映射預(yù)先存儲(chǔ)在壓縮機(jī)中。并且，對(duì)該性能映射與檢測(cè)值進(jìn)行比較，在檢測(cè)出的噴出空氣量或噴出空氣壓力未達(dá)到該性能映射的值時(shí)，操作外部氣體導(dǎo)入管的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而導(dǎo)入外部氣體。本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成為，具備壓力計(jì)，其檢測(cè)壓縮機(jī)的吸入空氣壓力；控制器，向該控制器輸入該壓力計(jì)的檢測(cè)值，該控制器根據(jù)該檢測(cè)值來操作所述空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而控制外部氣體導(dǎo)入量。在該結(jié)構(gòu)中，監(jiān)視壓縮機(jī)的吸入空氣壓力，并根據(jù)該吸入空氣壓力來調(diào)整外部氣體導(dǎo)入量。從而，不需要向壓縮機(jī)噴出管設(shè)置傳感器，且由于能夠在外部氣體導(dǎo)入管與空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)的組合中裝入壓力計(jì)，因此壓力計(jì)48的安裝變得容易，且一個(gè)傳感器就足夠，因此成本降低。本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成為，具備噴出空氣溫度計(jì)，其設(shè)置在壓縮機(jī)的噴出側(cè)供給氣體流路中；控制器，向該控制器輸入該噴出空氣溫度計(jì)的檢測(cè)值，該控制器操作外部氣體導(dǎo)入管的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)來控制外部氣體導(dǎo)入量，以免該噴出空氣溫度計(jì)的檢測(cè)值超過閾值。由此，能夠抑制壓縮機(jī)的噴出空氣的溫度上升，從而防止壓縮機(jī)的因過熱引起的強(qiáng)度降低或損傷。另外，由于僅設(shè)置一種傳感器，因此計(jì)測(cè)的可靠性變高，控制也變得容易。通過將該結(jié)構(gòu)與上述結(jié)構(gòu)組合，能夠同時(shí)防止壓縮機(jī)的容量不足、性能降低和壓縮機(jī)的因過熱引起的強(qiáng)度降低或損傷。在本發(fā)明的電動(dòng)增壓裝置中，外部氣體導(dǎo)入管的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)可以為壓力調(diào)整閥，該壓力調(diào)整閥具備對(duì)外部氣體導(dǎo)入管的空氣流路進(jìn)行開閉的閥芯；對(duì)該閥芯向封閉該空氣流路的方向施加彈力，并根據(jù)外部氣體導(dǎo)入管的空氣壓力與所述供給氣體流路的空氣壓力之差來調(diào)整外部氣體導(dǎo)入管的空氣流量的彈簧構(gòu)件。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在向壓縮機(jī)吸入的供給氣體量因壓力損失等而降低時(shí)，所述壓力調(diào)整閥能夠自動(dòng)打開而從外部氣體導(dǎo)入管補(bǔ)充外部氣體，因此能夠抑制壓縮機(jī)的容量不足及性能降低。另外，由于不需要控制器及傳感器類，且該壓力調(diào)整閥僅為機(jī)械的結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)單化，使成本降低。本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成為，在外部氣體導(dǎo)入管的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)的上游側(cè)將外部氣體導(dǎo)入管與供給氣體流路連接，且在該連接部的上游側(cè)外部氣體導(dǎo)入路中設(shè)置有空氣濾清。通過設(shè)置所述空氣濾清器，能夠改善供給氣體的潔凈度，且能夠避免因異物飛入等引起的裝置的不良情況。另外，通過兼用供給氣體流路、外部氣體導(dǎo)入管的外部氣體取入口及空氣濾清器， 能夠減小外部氣體取入口及空氣濾清器的設(shè)置空間，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的緊湊化，且能夠擴(kuò)寬布局的自由度。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，所述電動(dòng)增壓裝置具備蓄電裝置等電源、在內(nèi)燃機(jī)的供給氣體流路中設(shè)置的壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)、對(duì)所述電源的電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換而向該電動(dòng)機(jī)供給的逆變器，所述供給氣體流路配設(shè)成在壓縮機(jī)的上游側(cè)通過該電動(dòng)機(jī)及逆變器的發(fā)熱部， 從而利用供給氣體來冷卻電動(dòng)機(jī)及逆變器，其中，該電動(dòng)增壓裝置具備空氣取入口向外部氣體敞開且在壓縮機(jī)的吸入口附近與供給氣體流路合流的外部氣體導(dǎo)入管、設(shè)置在該外部氣體導(dǎo)入管中的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)增壓裝置構(gòu)成為從該外部氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入外部氣體，并利用該空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整外部氣體導(dǎo)入量，從而確保壓縮機(jī)的噴出空氣量， 并抑制壓縮機(jī)的噴出空氣溫度，由此確保壓縮機(jī)的噴出空氣量，從而能夠防止壓縮機(jī)的性能降低，并且由于從外部氣體導(dǎo)入管直接向壓縮機(jī)導(dǎo)入低溫的外部氣體，因此能夠抑制壓縮機(jī)的噴出空氣的溫度上升，防止壓縮機(jī)的強(qiáng)度降低或破損。


圖1是本發(fā)明裝置的第一實(shí)施方式涉及的主視剖視圖。圖2是圖1中的沿A-A線的剖視圖。圖3是表示壓縮機(jī)的性能映射的線圖。圖4是本發(fā)明裝置的第二實(shí)施方式涉及的主視剖視圖。圖5是本發(fā)明裝置的第三實(shí)施方式涉及的主視剖視圖。圖6是本發(fā)明裝置的第四實(shí)施方式涉及的主視剖視圖。圖7是本發(fā)明裝置的第五實(shí)施方式涉及的主視剖視圖。圖8是現(xiàn)有的電動(dòng)增壓裝置的框線圖。圖9是裝入有現(xiàn)有的電動(dòng)增壓裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)的供給氣體流路的流路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下，利用圖示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明。然而，這些實(shí)施方式所記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及構(gòu)成部件的相對(duì)配置等只要沒有特定的記載，就意味著沒有將本發(fā)明的范圍限定于此。(實(shí)施方式1)基于圖1 圖3，對(duì)本發(fā)明的電動(dòng)增壓裝置的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1及圖2 表示在搭載于機(jī)動(dòng)車等上的發(fā)動(dòng)機(jī)(省略圖示)的供給氣體流路設(shè)置的電動(dòng)增壓裝置10A。 在圖1及圖2中，供給氣體管14與密閉成四方形狀的箱形的外殼12的一側(cè)面連接，在外殼 12的內(nèi)部形成有供給氣體流路16。在供給氣體流路16中配設(shè)有電動(dòng)機(jī)18和逆變器20，該逆變器20將從設(shè)置在密閉外殼12的外部的蓄電池19供給的電力轉(zhuǎn)換成交流，并任意變更電壓及頻率，由此控制電動(dòng)機(jī)18的旋轉(zhuǎn)速度。與電動(dòng)機(jī)18相鄰而配設(shè)有壓縮機(jī)24。電動(dòng)機(jī)18的輸出軸18a貫通壓縮機(jī)M的殼體25，與設(shè)置在殼體25的內(nèi)部的壓縮機(jī)葉輪沈的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)。另外，輸出軸18a被設(shè)置在軸承箱21的內(nèi)部的軸承22支承為旋轉(zhuǎn)自如。壓縮機(jī)葉輪沈具備從旋轉(zhuǎn)軸呈放射狀地延伸的多個(gè)葉片26a。噴出空氣管觀貫通外殼12的上表面而設(shè)置在殼體25的上部。噴出空氣管觀與向發(fā)動(dòng)機(jī)供給供給氣體a的供給氣體管46 (參照?qǐng)D2、連接。在密閉外殼12的與供給氣體管14相反側(cè)的側(cè)面連接有外部氣體導(dǎo)入管30。外部氣體導(dǎo)入管30的連接口 30a與在外殼12的內(nèi)部設(shè)置在殼體25上的吸入口 2 隔開間隔i而相面對(duì)。搭載于車輛上的電動(dòng)增壓裝置IOA通常設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)，但由于外部氣體導(dǎo)入管30的另一端開口 30b向發(fā)動(dòng)機(jī)室外敞開，因此向外部氣體導(dǎo)入管30導(dǎo)入低溫的外部氣體。另外，在外部氣體導(dǎo)入管30的內(nèi)部設(shè)有流量調(diào)整閥32，并且設(shè)置有檢測(cè)從噴出空氣管觀噴出的空氣的壓力的壓力計(jì)34和檢測(cè)該噴出空氣的流量的流量計(jì)36。另外，在軸承箱21的內(nèi)部設(shè)有檢測(cè)電動(dòng)機(jī)18的輸出軸18a的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)38。并且，壓力計(jì)34、 流量計(jì)36及轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)38的檢測(cè)值向控制器40輸入。控制器40根據(jù)這些檢測(cè)值來操作流量調(diào)整閥32，從而控制外部氣體導(dǎo)入管30的開度。需要說明的是，在本實(shí)施方式中使用了轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)38，但在通過無傳感器控制等不由轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)直接計(jì)測(cè)的機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的情況下，也可以使用由如下這樣的另一轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)求出的檢測(cè)值，該轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)通過檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)、逆變器的電流·電壓波形的變化或電流的推定值與實(shí)測(cè)值之差等，從而能夠檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在電動(dòng)機(jī)18的外表面設(shè)有沿著供給氣體a的流動(dòng)方向配置的多個(gè)冷卻散熱片42， 在冷卻散熱片42之間形成的供給氣體流路16的截面積變窄，從而增加供給氣流速，來提高電動(dòng)機(jī)18的冷卻效果。在逆變器20的發(fā)熱部的外表面設(shè)有散熱用散熱器44。在所述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)18運(yùn)轉(zhuǎn)，使與輸出軸18a —體連結(jié)的壓縮機(jī)M的壓縮機(jī)葉輪26旋轉(zhuǎn)時(shí)，從供給氣體管14向外殼12的內(nèi)部吸入供給氣體a。吸入到外殼內(nèi)的供給氣體a通過供給氣體流路16，并通過散熱用散熱器44來冷卻逆變器20，并且，通過設(shè)置在電動(dòng)機(jī)18的外表面上的冷卻散熱片42之間來冷卻電動(dòng)機(jī)18。之后，供給氣體a被從吸入口 2 吸入到殼體25的內(nèi)部，并向壓縮機(jī)葉輪沈的外側(cè)噴出，進(jìn)而從噴出空氣管28噴出。 從噴出空氣管觀噴出后的供給氣體a經(jīng)由供給氣體管46 (參照?qǐng)D2、向發(fā)動(dòng)機(jī)供給。在壓縮機(jī)M的額定性能時(shí)，從壓縮機(jī)M噴出的噴出空氣的壓力P、噴出空氣流量 Q及壓縮機(jī)葉輪26的轉(zhuǎn)速r具有圖3的壓縮機(jī)性能映射所示的關(guān)系。該性能映射存儲(chǔ)在控制器40中。
從而，將壓力計(jì)34、流量計(jì)36及轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)38的檢測(cè)值向控制器40輸入，在因供給氣體流路16的壓力損失等影響，而壓縮機(jī)M的噴出空氣量及噴出空氣壓力相對(duì)于規(guī)定的轉(zhuǎn)速不滿足該性能映射所示的額定值時(shí)，通過打開外部氣體導(dǎo)入管30來導(dǎo)入外部氣體 0，由此增加噴出空氣流量。這樣，能夠消除壓縮機(jī)M的噴出空氣量及噴出空氣壓力相對(duì)于規(guī)定的轉(zhuǎn)速的不足，因此能夠抑制壓縮機(jī)M的容量不足及性能降低。另外，通過在密閉外殼12的內(nèi)部收容壓縮機(jī)24、電動(dòng)機(jī)18及逆變器20，由此容易將用于電動(dòng)機(jī)18及逆變器20的冷卻的供給氣體a導(dǎo)入壓縮機(jī)M的吸入口 25a。另外，由于將外部氣體導(dǎo)入管30的連接口 30a配置在密閉外殼12的與該吸入口 2 相面對(duì)的隔壁上，因此從外部氣體導(dǎo)入管30導(dǎo)入的外部氣體ο幾乎不會(huì)受到壓力損失等的影響而被向吸入口 2 供給。另外，由于能夠?qū)⒌蜏氐耐獠繗怏wο直接向吸入口 2 供給，因此能夠抑制壓縮機(jī)M的噴出空氣的溫度。(實(shí)施方式2)接下來，通過圖4，對(duì)本發(fā)明裝置的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電動(dòng)增壓裝置IOB中，取代設(shè)置壓力計(jì)34、流量計(jì)36及轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)38，而在連接口 30a附近的外部氣體導(dǎo)入管30上設(shè)置壓力計(jì)48。由該壓力計(jì)48檢測(cè)被壓縮機(jī)M的吸入口 2 吸引的吸入空氣壓力，并將該檢測(cè)值向控制器40輸入。之后，控制器40根據(jù)該檢測(cè)值來操作流量調(diào)整閥32，從而調(diào)整外部氣體導(dǎo)入管30的開度。其它結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式相同。在壓縮機(jī)對(duì)的某轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)M的吸入空氣壓力與噴出空氣壓力、流量存在相關(guān)性，因此通過測(cè)定壓縮機(jī)M的吸入空氣壓力，能夠求出壓縮機(jī)M的噴出空氣壓力。在本實(shí)施方式中，由控制器40監(jiān)視壓力計(jì)48所檢測(cè)出的壓縮機(jī)M的入口壓力，并根據(jù)該檢測(cè)值來調(diào)整從外部氣體導(dǎo)入管30取入的空氣量。例如，可以設(shè)定該吸入空氣壓力的閾值，當(dāng)小于該閾值時(shí)，打開外部氣體導(dǎo)入管30。根據(jù)本實(shí)施方式，在壓縮機(jī)M的噴出空氣壓力因供給氣體流路16的壓力損失等而降低時(shí)，增加從外部氣體導(dǎo)入管30取入的空氣量，從而能夠補(bǔ)充向壓縮機(jī)M吸入的空氣流量。因此，能夠抑制壓縮機(jī)M的容量不足及性能降低。另外，不需要轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)和傳感器向噴出空氣管觀的設(shè)置，并且由于能夠在外部氣體導(dǎo)入管30與流量調(diào)整閥32的組合中裝入壓力計(jì)48，因此壓力計(jì)48的安裝變得容易。另外，一個(gè)傳感器就足夠，因此成本降低。(實(shí)施方式3)接下來，通過圖5，對(duì)本發(fā)明裝置的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電動(dòng)增壓裝置IOC中，取代第一實(shí)施方式中設(shè)置的壓力計(jì)34、流量計(jì)36及轉(zhuǎn)速檢測(cè)計(jì)38而在噴出空氣管觀上設(shè)置檢測(cè)噴出空氣的溫度的溫度計(jì)50。該溫度計(jì)50的檢測(cè)值被向控制器40 輸入，控制器40根據(jù)該溫度檢測(cè)值來操作流量調(diào)整閥32，從而控制外部氣體導(dǎo)入管30的開度。其它結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式相同。對(duì)通過供給氣體流路16而用于冷卻電動(dòng)機(jī)18、逆變器20的供給氣體a而言，冷卻效率越好，溫度越上升。當(dāng)所述高溫的供給氣體a被壓縮機(jī)M吸入時(shí)，壓縮機(jī)M的噴出空氣被加熱，且將壓縮機(jī)M加熱。壓縮機(jī)M通常由鋁等形成，若噴出空氣過熱，則強(qiáng)度降低。 當(dāng)壓縮機(jī)M的強(qiáng)度降低時(shí)，若對(duì)壓縮機(jī)葉輪沈施加大的離心力，則壓縮機(jī)葉輪沈可能會(huì)破損。在本實(shí)施方式中，利用溫度計(jì)50檢測(cè)噴出空氣的溫度，為了避免該溫度超過閾值，而調(diào)整外部氣體導(dǎo)入管30的開度，從外部氣體導(dǎo)入管30導(dǎo)入外部氣體0，以免噴出空氣的溫度超過閾值。因此，能夠抑制噴出空氣的過度的溫度上升，從而防止壓縮機(jī)M因過熱而引起的強(qiáng)度降低或壓縮機(jī)葉輪26等的損傷。另外，由于僅設(shè)置一種傳感器，因此無需像上述第一實(shí)施方式那樣在控制器40中存儲(chǔ)映射數(shù)據(jù)來進(jìn)行控制，控制得以簡(jiǎn)單化，因此控制變得容易且計(jì)測(cè)的可靠性得以提高。需要說明的是，本實(shí)施方式若與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式組合而實(shí)施，則具有能夠同時(shí)防止壓縮機(jī)M的容量不足、性能降低和壓縮機(jī)M因過熱引起的強(qiáng)度降低或損傷的優(yōu)點(diǎn)。(實(shí)施方式4)接下來，通過圖6，對(duì)本發(fā)明裝置的第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電動(dòng)增壓裝置IOD中，不像第一 第三實(shí)施方式那樣設(shè)置傳感器類或控制器40。取而代之，在外部氣體導(dǎo)入管30中設(shè)有壓力調(diào)整閥52。壓力調(diào)整閥52通過在閥座54、閥芯56與支承框62 之間夾設(shè)螺旋彈簧而構(gòu)成，其中，所述閥座M設(shè)置在外部氣體導(dǎo)入管30的內(nèi)側(cè)面，所述閥芯56與閥桿58 —體，所述支承框62設(shè)置在連接口 30a處。閥芯56配置成在閥桿58的軸向上移動(dòng)自如。其它結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。通常，閥芯56在螺旋彈簧60的彈力的作用下位于封閉外部氣體導(dǎo)入管30的位置上。然而，當(dāng)壓縮機(jī)M的吸入空氣壓力低于閾值時(shí)，外部氣體導(dǎo)入管30內(nèi)的空氣壓力與壓縮機(jī)入口部的吸入空氣壓力之差超過壓縮機(jī)M的彈力，閥芯56向壓縮機(jī)M側(cè)移動(dòng)，從而打開壓力調(diào)整閥52。由此，從外部氣體導(dǎo)入管30向壓縮機(jī)M的吸入口 2 補(bǔ)充外部氣體O，因此能夠抑制壓縮機(jī)M的噴出空氣的容量不足及性能降低。另外，在本實(shí)施方式中，由于不需要控制器及傳感器類，壓力調(diào)整閥52僅為機(jī)械的結(jié)構(gòu)，因此能夠簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，并且提高
可靠性。(實(shí)施方式5)接下來，通過圖7，對(duì)本發(fā)明裝置的第五實(shí)施方式進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式的電動(dòng)增壓裝置IOE中，外部氣體導(dǎo)入管30具備與第四實(shí)施方式相同結(jié)構(gòu)的壓力調(diào)整閥52。此夕卜，在外部氣體導(dǎo)入管30的入口部設(shè)有空氣濾清器64。并且，在空氣濾清器64的下游側(cè)的外部氣體導(dǎo)入管30處分支出供給氣體管66，該分支供給氣體管66與密閉外殼12的逆變器 22側(cè)的隔壁連接。其它結(jié)構(gòu)與所述第四實(shí)施方式相同。在上述結(jié)構(gòu)中，由于外部氣體導(dǎo)入管30的開口 30b向外部氣體直接敞開，因此取入低溫的外部氣體ο。由于該低溫的外部氣體ο不僅能夠向外部氣體導(dǎo)入管30供給，還能夠向分支供給氣體管66供給，因此能夠提高壓縮機(jī)M的冷卻效果。另外，能夠利用空氣濾清器64改善外部氣體ο的潔凈度，從而避免因異物飛入等引起的不良情況。進(jìn)而，由于能夠減小空氣濾清器或外部氣體取入口的設(shè)置空間，因此能夠使裝置緊湊，并且能夠擴(kuò)寬布局的自由度。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，在設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的供給氣體流路中的電動(dòng)增壓裝置中，能夠抑制因供給氣體流路的壓力損失等引起的壓縮機(jī)的取入空氣不足所導(dǎo)致的容量不足及性能降低，且能夠抑制因冷卻電動(dòng)機(jī)及逆變器而過熱的空氣的吸入所導(dǎo)致的壓縮機(jī)的溫度上升，從而能夠提高壓縮機(jī)的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)增壓裝置，其具備電源、在內(nèi)燃機(jī)的供給氣體流路中設(shè)置的壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)、對(duì)所述電源的電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換而向該電動(dòng)機(jī)供給的逆變器，所述供給氣體流路配設(shè)成在壓縮機(jī)的上游側(cè)通過該電動(dòng)機(jī)及逆變器的發(fā)熱部，從而利用供給氣體來冷卻電動(dòng)機(jī)及逆變器，所述電動(dòng)增壓裝置的特征在于，具備空氣取入口向外部氣體敞開且在所述壓縮機(jī)的吸入口附近與所述供給氣體流路合流的外部氣體導(dǎo)入管；設(shè)置在該外部氣體導(dǎo)入管中的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)增壓裝置構(gòu)成為從該外部氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入外部氣體，并利用該空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整外部氣體導(dǎo)入量，從而確保壓縮機(jī)的噴出空氣量，并抑制壓縮機(jī)的噴出空氣溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)增壓裝置，其特征在于，所述電動(dòng)增壓裝置具備收容所述壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)及逆變器且具有空氣取入口的外殼， 在該外殼的內(nèi)部形成使從該空氣取入口吸入的供給氣體通過逆變器及電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱部而到達(dá)壓縮機(jī)的吸入口的供給氣體流路，且所述外部氣體導(dǎo)入管與壓縮機(jī)的吸入口附近的外殼隔壁連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)增壓裝置，其特征在于，具備噴出空氣流量計(jì)及噴出空氣壓力計(jì)，它們?cè)O(shè)置在所述壓縮機(jī)的噴出側(cè)供給氣體流路中；該壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)；控制器，向該控制器輸入該噴出空氣流量計(jì)、噴出空氣壓力計(jì)及轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值，該控制器根據(jù)該檢測(cè)值來操作所述空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而控制外部氣體導(dǎo)入量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)增壓裝置，其特征在于，具備壓力計(jì)，其檢測(cè)所述壓縮機(jī)的吸入空氣壓力；控制器，向該控制器輸入該壓力計(jì)的檢測(cè)值，該控制器根據(jù)該檢測(cè)值來操作所述空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而控制外部氣體導(dǎo)入量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)增壓裝置，其特征在于，具備噴出空氣溫度計(jì)，其設(shè)置在所述壓縮機(jī)的噴出側(cè)供給氣體流路中；控制器，向該控制器輸入該噴出空氣溫度計(jì)的檢測(cè)值，該控制器操作所述空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)來控制外部氣體導(dǎo)入量，以免該噴出空氣溫度計(jì)的檢測(cè)值超過閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)增壓裝置，其特征在于，所述空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)為壓力調(diào)整閥，該壓力調(diào)整閥具備對(duì)所述外部氣體導(dǎo)入管的空氣流路進(jìn)行開閉的閥芯；對(duì)該閥芯向封閉該空氣流路的方向施加彈力，并根據(jù)外部氣體導(dǎo)入管的空氣壓力與所述供給氣體流路的空氣壓力之差來調(diào)整外部氣體導(dǎo)入管的空氣流量的彈簧構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)增壓裝置，其特征在于，在所述空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)的上游側(cè)將外部氣體導(dǎo)入管與供給氣體流路連接，且在該連接部的上游側(cè)外部氣體導(dǎo)入路中設(shè)置有空氣濾清器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)增壓裝置，該電動(dòng)增壓裝置中，在密閉外殼(12)的內(nèi)部收容電動(dòng)機(jī)(18)、逆變器(20)及壓縮機(jī)(24)，且在密閉外殼(12)上連接供給氣體管(14)，在密閉外殼(12)的內(nèi)部形成供給氣體流路(16)。另外，具備流量調(diào)整閥(32)的外部氣體導(dǎo)入管(30)的連接口(30a)與壓縮機(jī)(24)的吸入口(25a)對(duì)面配置。在因通過供給氣體流路(16)而對(duì)電動(dòng)機(jī)(18)及逆變器(20)進(jìn)行冷卻的供給氣體(a)的壓力損失等，而導(dǎo)致壓縮機(jī)(24)的噴出空氣量及噴出空氣壓力降低時(shí)，從外部氣體導(dǎo)入管(30)導(dǎo)入低溫的外部氣體(o)，從而抑制壓縮機(jī)(24)的容量不足及性能降低，且抑制壓縮機(jī)的過熱。
文檔編號(hào)F02D23/00GK102472163SQ201180002545
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者山下幸生, 林慎之 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社