CN109372631A - 一种相继增压润滑系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柴油机技术领域，公开了一种相继增压润滑系统及其控制方法。所述相继增压润滑系统包括常用增压器和受控增压器，所述受控增压器的涡轮端经第一管路连接于发动机排气管，所述受控增压器的压气机端经第二管路连接于发动机进气管，所述受控增压器和发动机的机油泵之间并联设置有第一润滑管路和第二润滑管路；所述第二润滑管路上设置有控制阀，基于所述压气机出口的压力控制所述控制阀的开度。本发明解决了受控增压器的漏油问题，保护增压器。

Description

一种相继增压润滑系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种相继增压润滑系统及其控制方法。

背景技术

相继增压是指由两台或两台以上的涡轮增压器并联组成的增压系统。随着增压发动机转速和负荷的增长，相继投入运行。在转速或负荷低于某设定值时，切断一台或几台增压器涡轮的废气以及压气机的空气供给，使废气集中流过工作着的增压器涡轮，增加其废气流量，提高涡轮效率。

相继增压在受控增压器不工作时，如果增压器按照正常工作状态供油，将发生增压器漏油故障。

现有的专利CN106837527A中，提供了一种柴油机相继增压系统润滑结构，在受控增压器润滑油管路中增加电动球阀，电动球阀距离受控增压器连同轴滑油入口不超过15厘米。通过实时采集油压信号，当油压满足设定条件时，受控增压器投入运行，电动球阀打开，受控增压器连通轴的滑油投入运行。当受控增压器切出工作后，电动球阀关闭，受控增压器连通轴的滑油切出运行。

上述技术方案中当受控增压器停止运转时，润滑油停止供给，当增压器开始运转时，润滑油开始供给。这种控制方式对增压器的可靠性是不利的，增压器在运行之前应进行预润滑一段时间之后，才能开始工作。如果从增压器开始工作时才开始进行供油，容易造成增压器损坏。

此外，增压器密封是与增压器涡轮端和压气机端的气压相关的，如果润滑油压力超过涡轮端或压气机端的压力，会导致增压器漏油。因此如果在增压器刚开始运行时，即通入较高压力的润滑油，也会导致增压器漏油。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相继增压润滑系统及其控制方法，解决了受控增压器的漏油问题，保护增压器。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种相继增压润滑系统，包括常用增压器和受控增压器，所述受控增压器的涡轮端经第一管路连接于发动机排气管，所述受控增压器的压气机端经第二管路连接于发动机进气管，所述受控增压器和发动机的机油泵之间并联设置有第一润滑管路和第二润滑管路；

所述第二润滑管路上设置有控制阀，基于所述压气机出口的压力控制所述控制阀的开度。

优选地，所述第一管路上设置有涡轮端控制阀。

优选地，所述第二管路上设置有压气机端控制阀，所述控制阀连通于所述压气机端控制阀和所述压气机之间的管路。

优选地，所述常用增压器的涡轮端连接于所述发动机排气管，所述常用增压器的压气机端连接于所述发动机进气管，所述常用增压器与所述机油泵之间经第三润滑管路连通。

优选地，液压油经所述第一润滑管路后，所述第一润滑管路的出口端的工作油压范围为0.5bar-1bar。

优选地，当所述控制阀完全打开时，液压油经所述第一润滑管路和所述第二润滑管路汇合后的出口端的工作油压范围为3bar-5bar。

优选地，所述第一润滑管路的直径小于所述第二润滑管路的直径。

优选地，所述控制阀为压力控制阀。

优选地，所述第一润滑管路为常开润滑油路。

本发明中还提供了一种相继增压润滑系统的控制方法，利用所述的相继增压润滑系统，包括：

当发动机的工作负荷低于预设负荷范围时，所述相继增压润滑系统的第一润滑管路为受控增压器供油，所述受控增压器不工作；

当发动机的工作负荷不低于预设负荷范围时，所述相继增压润滑系统的所述压气机出口的压力控制控制阀逐渐打开，所述受控增压器开始工作，所述第一润滑管路和所述相继增压润滑系统的第二润滑管路同时为所述受控增压器供油。

本发明的有益效果：本发明中通过第一润滑管路为受控增压器供油，保证受控增压器的预润滑。当发动机在负载较大工况下工作时，涡轮端控制阀和压气机端控制阀开始工作，第二润滑管路开始为受控增压器供油。同时，因控制阀连接于压气机端控制阀和压气机之间的管路，控制阀受压气机出口的压力的控制，控制阀的开度随着压气机出口的压力的变化而变化，随时进行调整，保证满足受控增压器的润滑要求，提高系统响应性。

同时，第二润滑管路中的控制阀受到受控增压器压气机出口压力控制，根据压力调节增压器润滑油压力，能够有效保证润滑油压力与增压器压气机端压力的平衡，不会漏油。

附图说明

图1是本发明的相继增压润滑系统的结构示意图。

图中：

1、常用增压器；

2、受控增压器；21、第一管路；22、第二管路；

3、发动机排气管；

4、发动机进气管；

5、机油泵；51、第一润滑管路；52、第二润滑管路；

6、控制阀；

7、涡轮端控制阀；

8、压气机端控制阀；

9、第三润滑管路。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例中提供了一种相继增压润滑系统，包括常用增压器1和受控增压器2，受控增压器2和机油泵5之间并联设置有第一润滑管路51和第二润滑管路52。第二润滑管路52上设置有控制阀6，受控增压器2的涡轮端经第一管路21连接于发动机排气管3，受控增压器2的压气机端经第二管路22连接于发动机进气管4。第一管路21上设置有涡轮端控制阀7，第二管路22上设置有压气机端控制阀8，控制阀6连通于压气机端控制阀8和压气机之间的管路，使得压气机出口的压力能够控制控制阀6的开度。

本实施例中通过第一润滑管路51为受控增压器2供油，保证受控增压器2的预润滑。当发动机在负载较大工况下工作时，涡轮端控制阀7和压气机端控制阀8开始工作，第二润滑管路52开始为受控增压器2供油。同时，因控制阀6连接于压气机端控制阀8和压气机之间的管路，控制阀6受压气机出口的压力的控制，控制阀6的开度随着压气机出口的压力的变化而变化，随时进行调整，保证满足受控增压器2的润滑要求，提高系统响应性。

同时，第二润滑管路52中的控制阀6受到受控增压器2压气机出口压力控制，根据压力调节增压器润滑油压力，能够有效保证润滑油压力与增压器压气机端压力的平衡，不会漏油。

本实施中的常用增压器1的涡轮端和压气机端分别连接于发动机排气管3和发动机进气管4，常用增压器1与机油泵5之间经第三润滑管路9连通。常用增压器1只有一条第三润滑管路9，为图1中所示，为常开管路，始终为常用增压器1供油润滑，当发动机工作时，常用增压器1始终工作。

上述受控增压器2有两条润滑油路，分别为第一润滑管路51和第二润滑管路52，第一润滑管路51为常开润滑油路，第一润滑管路51的直径非常小，在本实施例中第一润滑管路51的直径范围为4-6mm。第一润滑管路51始终向受控增压器2供油，用于保证受控增压器2预润滑所需的油量，通常保证受控增压器2入口的因液压油产生的压力范围为0.5bar-1bar。受控增压器2在不工作时，只利用第一润滑管路51供给润滑油，受控增压器2的压气端因自身结构在大气压的作用下，基本上能够承受的压力范围为0.5-1bar，当超过承受压力范围时，增压器会出现漏油。只要保证自机油泵5内的液压油供给至受控增压器2时，产生的压力范围在0.5bar-1bar内即可。本实施例中，在发动机不工作时，第一润滑管路51为受控增压器供油时，采用缩小第一润滑管路51的管径或延长

第一润滑管路51的的方式增大管内阻力，使第一润滑管路51的出口端的工作油压控制在0.5bar-1bar范围内，同时能够满足受控增压器在发动机不工作状态下的润滑需求。计算后得到本实施例中第一润滑管路51的管径范围为4-6mm。在计算第一润滑管路51的直径范围时，影响第一润滑管路51的直径的参数为：机油泵的出口的液压油的压力、第一润滑管路的长度，以及管内液压油的流速以及液压油的粘稠程度。上述参数确定后，即可确定第一润滑管路51的直径范围。第一润滑管路51中供油压力不会导致受控增压器2泄露，同时第一润滑管路51内的润滑油压力低，还能够节省能量。此外，因第一润滑管路51内为常开润滑油路，一直有一定的润滑油压力，还能够保证受控增压器2工作时快速加载，提高系统的响应性，防止因突然加载导致的增压器磨损。

在其他实施例中第一润滑管路51上还可以设置控制第一润滑管路51通断的开关阀，当发动机工作之前的一段时间内，预先打开第一润滑管路51为受控增压器2预先供油润滑。

第二润滑管路52的直径较大，本实施例中第一润滑管路52的直径为正常设计，与发动机中通用的供油管的直径基本相同，其直径范围为20-25mm。当控制阀6完全时，第一润滑管路51和第二润滑管路52同时为受控增压器2供油，此时，第一润滑管路51和第二润滑管路52汇合后继续经管路向受控增压器2供润滑油，此时汇合后的管路的出口端的工作油压范围为3bar-5bar，用于保证受控增压器2正常工作时的压力。第二润滑管路52上安装控制阀6，控制阀6为一种压力控制阀，如图1中虚线所示，控制阀6根据受控增压器2压气机出口的压力信号进行动作，压力越高，控制阀6的开度越大，第二润滑管路52中的机油压力和流量越大，所有的润滑油都来源于机油泵5。控制阀6受到受控增压器2的压气机出口压力的控制，当压气机出口压力低于限值时控制阀6关闭，第二润滑管路52切断。当压气机出口压力高于限值时，第二润滑管路52按最大设计值供油。此外，在其他实施例中控制阀6还可以为电控阀，当控制阀6为电控阀时，压气机出口压力产生电信号至发动机的控制器，再通过控制器发出控制信号至控制阀6，通过电信号控制控制阀6的开度，从而控制第二润滑管路52向受控增压器2的供油量。

本实施例中还提供了一种相继增压润滑系统的控制方法，利用上述相继增压润滑系统。其中，当发动机的工作负荷低于预设负荷范围时，定义为低负荷工况。发动机工作时，常用增压器1一直处于工作状态，受控增压器2的涡轮端控制阀7和压气机端控制阀8关闭，受控增压器2的压气机出口压力几乎为零，受控增压器2不工作。此时润滑油控制阀6完全关闭，受控增压器2仅由

第一润滑管路51进行供油，按照设计要求，此时受控增压器2处润滑油压力满足增压器预润滑要求。

当发动机负荷增加不小于预设负荷范围后，负荷逐渐增加。此时，相继增压润滑系统的涡轮端控制阀7和压气机端控制阀8开启，受控增压器2开始工作。受控增压器2的压气机出口的压力调节控制阀6的开度，控制控制阀6开始工作，此时，第二润滑管路52开始为受控增压器2供油，第一润滑管路51和第二润滑管路52同时为受控增压器2供油。随着受控增压器2压气机端出口压力逐渐加大，当压力高于某一限值时，控制阀6完全开启，此时受控增压器2的润滑油压力将达到设计的供油压力，受控增压器2正常工作。

当发动机负荷由上述不小于预设负荷工作状态再次降低至小于预设负荷范围时，涡轮端控制阀7和压气机端控制阀8关闭，压气机出口的压力为0，受控增压器2停止工作。当受控增压器2停止工作时，压气机出口的压力控制润滑油控制阀6关闭，此时，受控增压器2再次仅由第一润滑管路51进行供油。

第二润滑管路52中的控制阀6通过受控增压器2压气机出口压力控制，根据压气机出口压力调节增压器润滑油压力，能够有效保证润滑油压力与增压器压气机端压力的平衡，保证受控增压器2不漏油，可完全克服漏油问题。当受控增压器2停止工作时，控制阀6切断受控增压器2的部分润滑油，实现润滑油按需供给，保证了系统可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相继增压润滑系统，包括常用增压器(1)和受控增压器(2)，所述受控增压器(2)的涡轮端经第一管路(21)连接于发动机排气管(3)，所述受控增压器(2)的压气机端经第二管路(22)连接于发动机进气管(4)，其特征在于，所述受控增压器(2)和发动机的机油泵(5)之间并联设置有第一润滑管路(51)和第二润滑管路(52)；

所述第二润滑管路(52)上设置有控制阀(6)，基于所述压气机出口的压力控制所述控制阀(6)的开度。

2.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，其特征在于，所述第一管路(21)上设置有涡轮端控制阀(7)。

3.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，其特征在于，所述第二管路(22)上设置有压气机端控制阀(8)，所述控制阀(6)连通于所述压气机端控制阀(8)和所述压气机之间的管路。

4.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，其特征在于，所述常用增压器(1)的涡轮端连接于所述发动机排气管(3)，所述常用增压器(1)的压气机端连接于所述发动机进气管(4)，所述常用增压器(1)与所述机油泵(5)之间经第三润滑管路(9)连通。

5.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，其特征在于，液压油经所述第一润滑管路(51)后，所述第一润滑管路(51)的出口端的工作油压范围为0.5bar-1bar。

6.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，其特征在于，当所述控制阀(6)完全打开时，液压油经所述第一润滑管路(51)和所述第二润滑管路(52)汇合后的出口端的工作油压范围为3bar-5bar。

7.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，所述第一润滑管路(51)的直径小于所述第二润滑管路(52)的直径。

8.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，其特征在于，所述控制阀(6)为压力控制阀。

9.根据权利要求1所述的相继增压润滑系统，其特征在于，所述第一润滑管路(51)为常开润滑油路。

10.一种相继增压润滑系统的控制方法，利用权利要求1-9中任一项所述的相继增压润滑系统，其特征在于，包括：

当发动机的工作负荷低于预设负荷范围时，所述相继增压润滑系统的第一润滑管路(51)为受控增压器(2)供油，所述受控增压器(2)不工作；

当发动机的工作负荷不低于预设负荷范围时，所述相继增压润滑系统的所述压气机出口的压力控制控制阀(6)逐渐打开，所述受控增压器(2)开始工作，所述第一润滑管路(51)和所述相继增压润滑系统的第二润滑管路(52)同时为所述受控增压器(2)供油。