CN104819050A - 一种涡轮增压器智能保护器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮增压器智能保护器及方法。其技术方案是：下罐体、中间体和上盖组成润滑油储存罐，中间体的中间设有向下伸出的支架，支架的底部安装有齿轮泵，齿轮泵通过联轴器连接到中间体上侧的直流电机，齿轮泵的输出端连接到中间体内部的油道，并通过油道连接到涡轮增压器的润滑油管路，并且在润滑油管路上设有涓回流单向阀，通过涓回流单向阀实现润滑油回流到下罐体内补充润滑油。本发明结构简单小巧，安装方便，只需要连接到电路和润滑油路，就可以实现对涡轮增压器的保护，而且改装容易，施工难度低，容易得到大面积推广。

Description

一种涡轮增压器智能保护器及方法

技术领域

本发明涉及一种涡轮增压器保护装置及方法，特别涉及一种涡轮增压器智能保护器及方法。

背景技术

    涡轮增压器是利用发动机排出废气驱动涡轮，涡轮又带动同轴叶轮，叶轮压送由空气滤清器过滤的空气，使之增压进入气缸，当发动转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮压缩更多的空气进入气缸，空气压力和密度增大可以燃烧更多燃料，增加发动机的输出功率，涡轮增压技术因此得到了广泛应用。

以大型运输车辆为例，现在一般都安装有涡轮增压器，大型运输车辆百分之九十以上都是非水冷式增压器，由于它是经常处于高速、高温温下工作，对于其保护保养要求很高。

1、由于增压器位于发动机机油润滑最远端，增压器工作时，其最高转速达每分钟数万转至20万转，所用轴承为浮动轴承，浮动轴承，在润滑油的压力和转轴旋转作用下，在它的内外表面形成承载油膜，使转子、轴承以及轴承座在非接触情况下工作，发动机启动过程中增压器转子已经工作，此时因发动机机油滞后对增压器造成不良磨损，车辆长期不用（一周）以上还要求给增压器进油道人工加润滑油做预润滑，启动后怠速3-5分钟。

2、发动机高速运转后，不能立即熄火，必须怠速5分钟，原因是发动机工作时，供应增压器机油用于增压器转子及轴承的润滑和冷却，突然停机后，机油压力为零，机油润滑中断，增压器内部热量无法被机油带走，这时增压器涡轮部分将热量传导到轴承，轴承支撑壳内的温度继续升高，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，这样会造成增压器转子与轴承之间咬死而损坏轴承和轴，突然熄火后排气管及废气涡壳的温度很高，（600度以上）其热量将滞留在增压器内部的机油焦化形成积炭（机油焦化温度230度左右），当积炭越积越多时就会阻塞进油口，导致轴套缺油、加速涡轮转子与轴承磨损同时增加阻力、轴承发热、恶性循环使增压器损坏。（怠速运转时排气温度200度左右，怠速5分钟目的是给增压器温度降到230度以下）。

中国专利文献公开号为IO2536441A ，专利名称为《 废气涡轮增压器自动保护装置》 ，包括蓄电池、电源开关、继电器、机油压力报警传感器，电磁铁、起动润滑储油室和熄火润滑储油室，所述蓄电池、电源开关、继电器、机油压力报警传感器和电磁铁依次通过导线连接。使用本发明可以保证发动机正常工作时能够存储具有一定的润滑油。当发动机起动时，由储油装置提前向涡轮轴及轴承提供一定的润滑油，当发动机停止转动时，起到润滑冷却涡轮轴及轴承的作用，从而减少了废气涡轮增压器的损坏。其存在的问题是：通过电磁铁、弹簧及活塞来实现润滑油的进入，其可靠性不好，容易出现故障，不能广泛得到应用；另外，也没有形成一个直接可以安装的产品，使其改装工作难度较大。

另外，以安装涡轮增压器的小型运输车辆以及家用轿车为例：一般采用水冷增压器，虽然没有车辆熄火后涡壳温度过高，造成积碳的问题，但是停车熄火后，涡轮仍然是在惯性的作用下，继续做高速旋转运动，而此时的润滑系统已经失压并停止工作，这就造成涡轮的磨损，减少涡轮的使用寿命，增加了车主的负担；而且小型车辆也没有预润滑系统，这样也存在车辆启动初期的涡轮磨损问题，造成涡轮的使用寿命下降。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种涡轮增压器智能保护器及方法，其改装难度低，适用于大型货车及小型车辆的规模化改装，且性能可靠，延长了涡轮的使用寿命。

本发明提供的一种涡轮增压器智能保护器，包括电路板（1）、上盖（2）、直流电机（3）、中间体（4）、进排气道（5）、液位控制气阀（6）、下罐体（7）、联轴器（8）、支架（9）、齿轮泵（10）、涓回流单向阀（12）、限压溢流阀（13）、油道（14），所述的下罐体（7）、中间体（4）和上盖（2）组成润滑油储存罐，中间体（4）的中间设有向下伸出的支架（9），支架（9）的底部安装有齿轮泵（10），齿轮泵（10）通过联轴器（8）连接到中间体（4）上侧的直流电机（3），齿轮泵（10）的输出端连接到中间体（4）内部的油道（14），并通过油道（14）连接到涡轮增压器的润滑油管路，并且在润滑油管路上设有涓回流单向阀（12），通过涓回流单向阀（12）实现润滑油回流到下罐体（7）内补充润滑油，在中间体（4）的下侧右端设有限压溢流阀（13），限压溢流阀（13）与油道（14）连通，通过限压溢流阀（13）控制润滑油的泵压在0.2-0.4兆帕；在中间体（4）的下侧左端设有液位控制气阀（6），且液位控制气阀（6）连接到中间体外部的进排气道（5），所述的直流电机（3）的上部连接电路板（1），电路板（l）固定在上盖（2）的内侧顶部。

上述的中间体（4）的上部设有凹槽（15），直流电机（3）座在凹槽的中心，中间体（4）的中心设有用于安装联轴器（8）的通道，所述通道上部为敞口结构，通道下部设有小孔（16）， 齿轮泵（10）的动力轴穿过小孔与联轴器（8）连接。

上述的中间体（4）的下设有螺纹，通过螺纹连接下罐体（7），中间体（4）上端通过螺栓与上盖（2）活动连接。

进一步，本发明提到的一种涡轮增压器智能保护器的使用方法，包括以下步骤：

首先，将智能保护器的电路板与车辆电源连接，温度传感器安装在增压器的废气涡壳上，压力开关设置在润滑油的润滑管路上，打开车辆钥匙的ON 档，在启动发动机前3-5 秒，智能保护器先工作，通过直流电机带动齿轮泵旋转，齿轮泵将下罐体内的润滑油泵出，油压通过限压溢流阀（13）控制在0.2-0.4兆帕，对增压器进行预润滑，润滑管路的油压建立，进一步继续旋转车辆钥匙启动发动机，智能保护器进入关闭状态，此时中间体上设有的涓回流单向阀（12）实现润滑油向下罐体回流润滑油；

然后，当发动机意外或者正常熄火时，正常机油润滑管路失去压力，智能保护器自动触发并延时工作一段时间，智能保护器的直流电机带动齿轮泵旋转，齿轮泵将下罐体内的润滑油泵出，对增压器的悬浮轴承继续供油润滑，通过温度传感器监测废气涡壳的温度，直至废气涡壳的温度降至220 度以下，直流电机关闭，避免产生积碳。

上述的智能保护器自动触发并延时工作30秒时间。

本发明的有益效果是：对于大型货车而言，通过温度传感器监测废气涡壳的温度，并且控制润滑油在熄火后持续润滑一段时间，从而将涡壳温度下降到220度以下，避免产生积碳，避免涡轮增压器的损坏；而且可以实现车辆启动前的预润滑，避免了涡轮的磨损，提高了涡轮的使用寿命，

对于小型车辆而言，主要是可以实现车辆启动前的预润滑，避免了涡轮的磨损，也可以实现车辆熄火后的延时润滑，继续对惯性运动下的涡轮进行持续供油润滑，极大的提高了涡轮的使用寿命，减少了涡轮损坏的几率。

总之，本发明结构简单小巧，安装方便，只需要连接到电路和润滑油路，就可以实现对涡轮增压器的保护，而且改装容易，施工难度低，改装费用低，容易得到大面积推广。

附图说明

附图1 是本发明的结构示意图；

附图2 是本发明的中间体的结构示意图；

附图3 是本发明工作时的原理框图；

附图4 是本发明使用时的结构示意图；

上图中：电路板1、上盖2、直流电机3、中间体4、进排气道5、液位控制气阀6、下罐体7、联轴器8、支架9、齿轮泵10、电缆出口11、涓回流单向阀12、限压溢流阀13、油道14、凹槽15、小孔16 )； 智能保护器a 、增压器b 、发动机c 、压力开关d 、单向阀e 、热电偶f 、机油供油管g、机油回油管h。

具体实施方式

    结合附图1-4，对本发明作进一步的描述：

本发明提到的一种涡轮增压器智能保护器，包括电路板1、上盖2、直流电机3、中间体4、进排气道5、液位控制气阀6、下罐体7、联轴器8、支架9、齿轮泵10、涓回流单向阀12、限压溢流阀13、油道14，所述的下罐体7、中间体4和上盖2组成润滑油储存罐，中间体4的中间设有向下伸出的支架9，支架9的底部安装有齿轮泵10，齿轮泵10通过联轴器8连接到中间体4上侧的直流电机3，齿轮泵10的输出端连接到中间体4内部的油道14，并通过油道14连接到涡轮增压器的润滑油管路，并且在润滑油管路上设有涓回流单向阀12，通过涓回流单向阀12实现润滑油回流到下罐体7内补充润滑油，在中间体4的下侧右端设有限压溢流阀13，限压溢流阀13与油道14连通，通过限压溢流阀13控制润滑油的泵压在0.2-0.4兆帕；在中间体4的下侧左端设有液位控制气阀6，且液位控制气阀6连接到中间体外部的进排气道5，所述的直流电机3的上部连接电路板1，电路板l固定在上盖2的内侧顶部。

参照附图2，中间体4的上部设有凹槽15，直流电机3座在凹槽的中心，中间体4的中心设有用于安装联轴器8的通道，所述通道上部为敞口结构，通道下部设有小孔16， 齿轮泵10的动力轴穿过小孔与联轴器8连接；中间体4的下设有螺纹，通过螺纹连接下罐体7，中间体4上端通过螺栓与上盖2活动连接。

参照附图4，本发明提到的一种涡轮增压器智能保护器的使用方法，包括以下步骤：

首先，将智能保护器的电路板与车辆电源连接，温度传感器安装在增压器的废气涡壳上，压力开关设置在润滑油的润滑管路上，打开车辆钥匙的ON 档，在启动发动机前3-5 秒，智能保护器先工作，通过直流电机带动齿轮泵旋转，齿轮泵将下罐体内的润滑油泵出，油压通过限压溢流阀13控制在0.2-0.4兆帕，以0.3兆帕为佳，对增压器进行预润滑，润滑管路的油压建立，进一步继续旋转车辆钥匙启动发动机，智能保护器进入关闭状态，此时中间体上设有的涓回流单向阀12实现润滑油向下罐体回流润滑油；

然后，当发动机意外或者正常熄火时，正常机油润滑管路失去压力，智能保护器自动触发并延时工作30秒左右时间，智能保护器的直流电机带动齿轮泵旋转，齿轮泵将下罐体内的润滑油泵出，对增压器的悬浮轴承继续供油润滑，通过温度传感器监测废气涡壳的温度，直至废气涡壳的温度降至220 度以下，直流电机关闭，避免产生积碳。

本发明在大型货车的应用效果如下：

在大车启动后3～5分钟和熄火前必须怠速5分钟的操作要求过程中，发动机需要怠速动转8分钟，以200千瓦发动机为例，其所消耗柴油320毫升左右，如每个工作日停机6次所消耗柴油2升多，如每辆车按10个月计算大约消耗柴油600升左右，在涡轮增压器的失效过程中燃油浪费惊人；对于大型货车而言，通过温度传感器监测废气涡壳的温度，并且控制润滑油在熄火后持续润滑一段时间，从而将涡壳温度下降到220度以下，避免产生积碳，避免涡轮增压器的损坏；而且可以实现车辆启动前的预润滑，避免了涡轮的磨损，提高了涡轮的使用寿命。

另外，本发明也可以应用于安装涡轮增压器的小型车辆，小型车辆一般都装有水冷循环装置，虽然没有车辆熄火后涡壳温度过高，造成积碳的问题，但是停车熄火后，涡轮仍然是在惯性的作用下，继续做高速旋转运动，而此时的润滑系统已经失压并停止工作，这就造成涡轮的磨损，减少涡轮的使用寿命，增加了车主的负担；而且小型车辆也没有预润滑系统，这样也存在车辆启动初期的涡轮磨损问题，造成涡轮的使用寿命下降。通过安装本发明，可以实现车辆启动前的预润滑，避免了涡轮的磨损，也可以实现车辆熄火后的延时润滑，继续对惯性运动下的涡轮进行持续供油润滑，极大的提高了涡轮的使用寿命，减少了涡轮损坏的几率。

总之，本发明结构简单小巧，安装方便，只需要连接到车辆的电路和润滑油路，就可以实现对涡轮增压器的保护，而且改装容易，施工难度低，改装费用低，容易得到大面积推广，而且也可以节省燃油，实现了节能减排，特别是对大车而言，节油更加明显。

Claims (5)

1.一种涡轮增压器智能保护器，其特征是：包括电路板（1）、上盖（2）、直流电机（3）、中间体（4）、进排气道（5）、液位控制气阀（6）、下罐体（7）、联轴器（8）、支架（9）、齿轮泵（10）、涓回流单向阀（12）、限压溢流阀（13）、油道（14），所述的下罐体（7）、中间体（4）和上盖（2）组成润滑油储存罐，中间体（4）的中间设有向下伸出的支架（9），支架（9）的底部安装有齿轮泵（10），齿轮泵（10）通过联轴器（8）连接到中间体（4）上侧的直流电机（3），齿轮泵（10）的输出端连接到中间体（4）内部的油道（14），并通过油道（14）连接到涡轮增压器的润滑油管路，并且在润滑油管路上设有涓回流单向阀（12），通过涓回流单向阀（12）实现润滑油回流到下罐体（7）内补充润滑油，在中间体（4）的下侧右端设有限压溢流阀（13），限压溢流阀（13）与油道（14）连通，通过限压溢流阀（13）控制润滑油的泵压在0.2-0.4兆帕；在中间体（4）的下侧左端设有液位控制气阀（6），且液位控制气阀（6）连接到中间体外部的进排气道（5），所述的直流电机（3）的上部连接电路板（1），电路板（l）固定在上盖（2）的内侧顶部。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器智能保护器，其特征是：所述的中间体（4）的上部设有凹槽（15），直流电机（3）座在凹槽的中心，中间体（4）的中心设有用于安装联轴器（8）的通道，所述通道上部为敞口结构，通道下部设有小孔（16）， 齿轮泵（10）的动力轴穿过小孔与联轴器（8）连接。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压器智能保护器，其特征是：所述的中间体（4）的下设有螺纹，通过螺纹连接下罐体（7），中间体（4）上端通过螺栓与上盖（2）活动连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的涡轮增压器智能保护器的使用方法，其特征是：包括以下步骤：

首先，将智能保护器的电路板与车辆电源连接，温度传感器安装在增压器的废气涡壳上，压力开关设置在润滑油的润滑管路上，打开车辆钥匙的ON 档，在启动发动机前3-5 秒，智能保护器先工作，通过直流电机带动齿轮泵旋转，齿轮泵将下罐体内的润滑油泵出，油压通过限压溢流阀（13）控制在0.2-0.4兆帕，对增压器进行预润滑，润滑管路的油压建立，进一步继续旋转车辆钥匙启动发动机，智能保护器进入关闭状态，此时中间体上设有的涓回流单向阀（12）实现润滑油向下罐体回流润滑油；

然后，当发动机意外或者正常熄火时，正常机油润滑管路失去压力，智能保护器自动触发并延时工作一段时间，智能保护器的直流电机带动齿轮泵旋转，齿轮泵将下罐体内的润滑油泵出，对增压器的悬浮轴承继续供油润滑，通过温度传感器监测废气涡壳的温度，直至废气涡壳的温度降至220 度以下，直流电机关闭，避免产生积碳。

5.根据权利要求4所述的涡轮增压器智能保护器的使用方法，其特征是：智能保护器自动触发并延时工作30秒时间。