CN105673193B - 一种提高润滑油压的涡轮增压器及其润滑方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高润滑油压的涡轮增压器及其润滑方法，所述涡轮增压器上设有和所述涡轮增压器通过轴承连接的芯轴，所述芯轴的两端分别设有增压机构，所述涡轮增压器内在所述芯轴上方及下方均设有和所述增压机构连通用于输送润滑油的润滑油道；本发明不需要对传统涡轮增压器进行大幅改动和增加额外零部件的前提下，有效提高涡轮增压器芯轴的轴承部位的润滑油压，实现轴承的有效润滑，在芯轴工作表面形成稳定可靠油膜，提高轴承及芯轴的使用寿命，保证涡轮增压器的工作可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮增压器芯轴润滑领域，具体涉及一种提高润滑油压的涡轮增压器及其润滑方法。
背景技术
目前广泛应用的涡轮增压器是利用发动机排放的废气能量，推动涡轮机的涡轮高速旋转，通过中间芯轴带动与涡轮同轴的压气机的叶轮高速旋转，进而将新鲜空气压缩后供给发动机工作的压缩机械。涡轮增压器可以使发动机充气量增加，可供更多的燃油充分燃烧，从而提高了发动机的功率和效率，减少了有害成分排放。尤其在高原地区使用时，可有效补偿高原环境的气压下降而引起功率下降的影响。
涡轮增压器是较为精密的零部件，在其工作时，中心芯轴、涡轮、叶轮转速可高达2万转/分，高速旋转会产生大量的热和磨损，因此涡轮增压器芯轴部位的润滑和冷却是极其重要的。
传统涡轮增压器的润滑普遍采用借发动机润滑油路供油，涡轮增压器润滑油压的建立仅靠发动机机油泵提供油压，而通过发动机缸体内油道和涡轮增压器进油油管等一系列长长的管路后，到达涡轮增压器的油压受管路损失的影响其润滑油油压已大幅下降。这常常会造成涡轮增压器内润滑油油压不足，从而无法形成稳定的油膜，导致芯轴表面与轴承、止推环之间的金属直接接触，使其出现严重磨损、钢铁件回火变色、轴承材料粘附在相应的皮配件上等一系列问题，进而影响轴的运转、断裂引起涡轮增压器损坏失效。
而目前较多的处理涡轮增压器润滑油压不足问题的措施主要依靠于：
1、增加额外阀门，限制回油，以增加油压；
2、增加额外的润滑油增压机构；
3、更换润滑油型号，通过改变润滑油品质来获得高油压；
以上方法均需要对传统的涡轮增压器进行大幅设计变更，提高了设计成本、生产成本和工艺难度，而且额外增加的阀类或加压泵等零部件，提高了涡轮增压器的复杂性，降低了涡轮增压器的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供有效提高润滑油压，满足润滑需求，保证涡轮增压器工作可靠性的提高润滑油压的涡轮增压器及其润滑方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该种提高润滑油压的涡轮增压器，所述涡轮增压器上设有和所述涡轮增压器通过轴承连接的芯轴，所述芯轴的两端分别设有增压机构，所述涡轮增压器内在所述芯轴上方及下方均设有和所述增压机构连通用于输送润滑油的润滑油道。
所述增压机构包括设于所述芯轴两端上的锥面；所述锥面上设有蜗槽；还包括设于所述涡轮增压器内芯轴的锥面处的油腔。
所述涡轮增压器上设有润滑油的进油口，所述涡轮增压器内在所述芯轴上方所设的润滑油道为和所述进油口及轴承上部润滑油道相连通的横向油道。
所述涡轮增压器内在所述芯轴下方所设的润滑油道为高压油道；所述高压油道一端和所述油腔连通，所述高压油道的另一端通向所述轴承。
所述高压油道为L型结构或U型结构。
所述蜗槽均匀分布在所述锥面上。
该种提高润滑油压的涡轮增压器的润滑方法，具体为：
润滑油经进油口进入横向油道，再进入轴承上部润滑油道及芯轴两端锥面处油腔内；芯轴高速转动过程中，在芯轴两端锥面上的蜗槽的泵吸作用下，润滑油在油腔内增压后注入高压油道，由高压油道通向轴承，芯轴与轴承接触的工作表面形成油膜，然后再经涡轮增压器的回油道流向发动机涡轮增压器出油管，完成润滑。
本发明的优点在于：本发明不需要对传统涡轮增压器进行大幅改动和增加额外零部件的前提下，有效提高涡轮增压器芯轴的轴承部位的润滑油压，实现轴承的有效润滑，在芯轴工作表面形成稳定可靠油膜，提高轴承及芯轴的使用寿命，保证涡轮增压器的工作可靠性。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明提高润滑油压的涡轮增压器的结构示意图。
图2为本发明提高润滑油压的涡轮增压器的芯轴锥面蜗槽增压原理示意图。
上述图中的标记均为：
1-进油口，2-横向油道，3-油腔，4-锥面a，5-高压油道，6-轴承，7-回油道，8-锥面b，9-蜗槽，10-芯轴。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1及图2所示，该种提高润滑油压的涡轮增压器，涡轮增压器上设有和涡轮增压器通过轴承6连接的芯轴10，芯轴10的两端分别设有增压机构，涡轮增压器内在芯轴10上方及下方均设有和增压机构连通用于输送润滑油的润滑油道。增压机构能够提高芯轴10上方的润滑油道输送过来的润滑油的油压，润滑油在提高油压后从芯轴10下方的润滑油道输送到轴承6，芯轴10和轴承6接触的工作表面形成稳定的油膜，实现芯轴10及轴承6的可靠润滑。
增压机构包括设于芯轴10两端上的锥面；锥面上设有蜗槽9；还包括设于涡轮增压器内芯轴10的锥面处的油腔3。芯轴10两端锥面分别为锥面a4和锥面b8。油腔3用于存储润滑油；锥面及锥面上的蜗槽9，使涡轮锥面具备类似于涡轮水泵叶轮结构的作用；当涡轮增压器工作时，涡轮增压器芯轴10高速旋转，使涡轮增压器芯轴10的锥面及蜗槽9形成泵吸作用；来自于涡轮增压器进油道的低压油，在锥面及蜗槽9的泵吸作用下加压，加压后的高压油被输送到涡轮增压器芯轴10的轴承6处。
涡轮增压器上设有润滑油的进油口1，进油口1和发动机涡轮增压器进油管连通，涡轮增压器内在芯轴10上方所设的润滑油道为和进油口1及轴承6上部润滑油道相连通的横向油道2。进油侧增加了一条横向油道2，分别将涡轮增压器进油道与涡轮增压器芯轴10两端锥面所在油腔3直接相连，为低压侧。
涡轮增压器内在芯轴10下方所设的润滑油道为高压油道5；高压油道5一端和油腔3连通，高压油道5的另一端通向轴承6。高压油道5为两条，高压油道5分别设在芯轴10两端锥面的油腔3下方，高压油道5将油腔3的底侧和轴承6需润滑部位连通，为高压侧。
高压油道5为L型结构或U型结构；高压油道5为曲向结构，能够满足润滑油的输送需求，使润滑油直接被输送到轴承6处，实现轴承6的有效润滑，使芯轴10工作表面形成稳定油膜，防止芯轴10表面与轴承6、止推环之间的金属直接接触，提高工作可靠性。
蜗槽9均匀分布在锥面上。蜗槽9提供稳定可靠的泵吸作用，以提供稳定的润滑油压，提高涡轮增压器的工作可靠性。
该种提高润滑油压的涡轮增压器的润滑方法，具体为：润滑油经进油口1进入横向油道2，再进入轴承6上部润滑油道及芯轴10两端锥面处油腔3内；芯轴10高速转动过程中，在芯轴10两端锥面上的蜗槽9的泵吸作用下，润滑油在油腔3内增压后注入高压油道5，由高压油道5通向轴承6，在轴承6的工作表面形成油膜，然后再经涡轮增压器的回油道7流向发动机涡轮增压器出油管，完成润滑。
本发明包括涡轮增压器芯轴10两端上锥面及锥面上的蜗槽9和涡轮增压器内部油道两部分；在涡轮增压器芯轴10的锥面上加工蜗槽9结构，使其涡轮增压器锥面具备类似于涡轮水泵叶轮结构的作用。
涡轮增压器内部油道在传统涡轮增压器内部油道的基础上进行了再设计，新型涡轮增压器内部油道与传统涡轮增压器内部油道区别之处在于：(1)进油侧增加了一条横向油道2，分别将涡轮增压器进油道与涡轮增压器芯轴10的两锥面所在油腔3直接相连，为低压侧。(2)在涡轮增压器两锥面油腔3下方靠近锥面底侧处，各增加一条高压油道5，将锥面油腔3底侧和芯轴10轴承6需润滑部位连通，为高压侧。(3)当涡轮增压器工作时，涡轮增压器芯轴10高速旋转，使涡轮增压器芯轴10上的蜗槽9形成泵吸作用。来自于涡轮增压器进油道并通过横向油道2的低压油，在涡轮增压器锥面上蜗槽9的泵吸作用下加压，并将加压后的高压油通过涡轮增压器锥面油腔3下方的高压油道5压向涡轮增压器芯轴10的轴承6处。
本发明不需要对传统涡轮增压器进行大幅改动和增加额外零部件的前提下，有效提高涡轮增压器芯轴10的轴承6部位的润滑油压，实现轴承6的有效润滑，芯轴10与轴承6接触的工作表面形成稳定可靠油膜，提高轴承6及芯轴10的使用寿命，保证涡轮增压器的工作可靠性。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种提高润滑油压的涡轮增压器，所述涡轮增压器上设有和所述涡轮增压器通过轴承连接的芯轴，其特征在于：所述芯轴的两端分别设有增压机构，所述涡轮增压器内在所述芯轴上方及下方均设有和所述增压机构连通用于输送润滑油的润滑油道；所述增压机构包括设于所述芯轴两端上的锥面；所述锥面上设有蜗槽；还包括设于所述涡轮增压器内芯轴的锥面处的油腔；所述涡轮增压器上设有润滑油的进油口，所述涡轮增压器内在所述芯轴上方所设的润滑油道为和所述进油口及轴承上部润滑油道相连通的横向油道；所述涡轮增压器内在所述芯轴下方所设的润滑油道为高压油道；所述高压油道一端和所述油腔连通，所述高压油道的另一端通向所述轴承；所述高压油道为L型结构或U型结构；所述蜗槽均匀分布在所述锥面上。
2.一种权利要求1所述的提高润滑油压的涡轮增压器的润滑方法，其特征在于：具体为：润滑油经进油口进入横向油道，再进入轴承上部润滑油道及芯轴两端锥面处油腔内；芯轴高速转动过程中，在芯轴两端锥面上的蜗槽的泵吸作用下，润滑油在油腔内增压后注入高压油道，由高压油道通向轴承，芯轴与轴承接触的工作表面形成油膜，然后再经涡轮增压器的回油道流向发动机涡轮增压器出油管，完成润滑。
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