CN109958529B - 涡轮增压器润滑油回油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器润滑油回油装置，包括回油腔体，回油腔体具有与涡轮增压器的中间体连接且用于接收润滑油的进油口和用于将润滑油引导至发动机油底壳中的出油口，回油腔体还具有通风口和开口向上的U型储油槽，进油口内端设置有油压控制的弹性阀片组件，进油口和通风口设置在U型储油槽的上方，出油口设置在U型储油槽的下方；U型储油槽开口上方悬置有分隔板，分隔板将回油腔体及U型储油槽分隔为油气分离区和油液溢流区，油气分离区和油液溢流区下部在U型储油槽内相互连通。本装置有效防止了低油压时增压器内无润滑油的干摩擦现象；避免了增压器窜气通过回油管进入到曲轴箱内，大幅降低增压器故障率，减少维修成本；减少机油消耗量。

Description

涡轮增压器润滑油回油装置

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，具体地指一种涡轮增压器润滑油回油装置。

背景技术

近年来，发动机技术的发展日新月异，无论汽车用发动机，航空活塞发动机还是船用发动机都逐渐推进增压化。发动机工作时排放到大气中的热量占发动机产生的总热量的33％，涡轮增压器就是利用废气排气中的热量。发动机配备涡轮增压器可以减少排放，节省油耗，以更小的体积带来更大的动力性能。

涡轮增压器实际上属于一种空气压缩机，主要由涡轮机、压缩机和中间体三部分组成，涡轮机、压缩机之间通过一根传动轴连接，涡轮机的进气口与发动机排气歧管相连，排气口与排气管相连，压缩机的进气口与进气管相连，排气口则接在进气歧管上。涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。

涡轮增压器利用排气能量对外做功，工作温度高，转速也非常高，因此在工作过程中轴承需要润滑，一般靠发动机机油对其进行润滑、冷却，绝大多数涡轮增压器回油类型均属于重力回油，即靠机油自身的重力顺着管路流出。涡轮增压器的中间体上设置有进油口和回油口，润滑油从进油口进入，经回油口流出，并通过增压器回油装置导入发动机油底壳。

现有的增压器回油装置主要包括回油管，在回油管的两端分别连接有法兰，在法兰上固定连接有带有通孔的密封垫片，此外，在回油管的中部设有一个柔性管段，该柔性管段一般采用波纹管结构，通过该柔性管段可实现对回油管的弯曲度进行调整。由于增压器回油管路中的润滑油回油，是通过润滑油自身的重力实现的，因此，在回油管的布置上，回油管要具备一定的、使润滑油通过自重回流的角度，通常情况下，回油管与铅垂线的角度不能超出67°，此外，由于增压器中间体与缸体之间布置回油管路的空间有限，仅通过一个柔性管段实现角度调整及布置的合理性，其难度较大。同时，这种回油方式没有除气管路，要求发动机本体的回油口位置必须在发动机油底壳机油液面以上，便于排出回油管中的气体，防止气体堵塞回油管、阻碍回油。此时增压器密封环内侧的回油腔压力小于密封环外侧的叶轮轮背气压，轮背气压将油气封在回油腔内，故不会窜油。但这种涡轮增压器回油方式有以下缺点：一、不适用于涡轮增压器回油口与发动机本体的回油口高度落差小的发动机。若发动机本体的回油口位置在油底壳液面以上，但高度落差小，回油压力不足，则当汽车上坡或下坡时，发动机会前倾或后倾，高度落差进一步缩小时，会导致回油不畅或机油倒灌入增压器，引起增压器窜油。二、特别不适用于发动机本体的回油口位置在油底壳机油液面以下的发动机。由于现有的涡轮增压器回油方式没有除气管路，如果发动机本体的回油口位置在油底壳机油液面以下，则涡轮增压器回油管中的气体无法排出，阻碍回油，造成增压器回油腔压力过大，机油在回油腔过大压力的作用下从密封环开口处窜到增压器压气机端或涡轮端，即增压器窜油。此时，采用现有的涡轮增压器回油方式，机油无法顺畅流出。

授权公告号为CN202659303U的中国发明专利公开了一种涡轮增压器回油管路，包括增压器回油管和一端连接在增压器回油管中上部的增压器回油除气管,增压器回油管的上端入口与涡轮增压器的回油法兰相连，下端出口与发动机本体的回油口相连，回油口开设在油底壳机油液面以下位置,增压器回油除气管的另一端与开设在发动机本体上的除气口连通。虽然该结构通过增加除气功能，使得润滑、冷却增压器的机油能顺畅回油，保证增压器回油腔压力保持在可接受的范围内，从而防止增压器窜油，但在整个过程中，增压器的进、回油口的压力无明显变化，因此该设计机油的回油作用有限，无法有效降低增压器油封窜油漏油的风险。

授权公告号为CN206487553U的中国发明专利公开了一种发动机涡轮增压器回油管，包括用于与涡轮增压器的中间体连接且用于接收润滑油的第一油管7、与第一油管7连接且用于将从润滑油中分离出的气体排出的呼吸器8和与呼吸器8连接且用于将润滑油引导至发动机油底壳中的第二油管9，呼吸器8用于进行油气分离，将润滑油中的高压气体分离出并排出至大气中。第一油管7的一端与涡轮增压器的中间体连接，另一端与呼吸器8的进气口87连接。第二油管9的一端与呼吸器8连接，另一端与发动机的油底壳连接。涡轮增压器窜入润滑油中的高压气体连同润滑油一起经第一油管7流入呼吸器8中，在呼吸器8中，高压气体与润滑油分离，最终分离出的高压气体经呼吸器8排出至大气中，润滑油经第二油管9流至发动机的油池10中。虽然该结构增加了油气分离功能，使得润滑油能顺畅回油，但在整个过程中，该涡轮增压器回油管存在两方面缺陷：一方面呼吸器8内的压力随进气口87进入的高温润滑油变化，油气分离效果非常有限，窜气会通过增压器回油管进入曲轴箱内，致使曲轴箱内压力增加；另一方面，发动机刚起动时润滑油压力建立比较慢，尤其是在寒冷天气，并未建立良好的润滑循环，而涡轮增压器内的润滑油由于重力原因已经流出，进而致使增压器处于半干摩擦状态，对增压器的损坏较大。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有涡轮增压器回油装置存在的缺陷，提供一种能够避免发动机启动初期，低油压导致的增压器处于半干摩擦状态；避免窜气进入曲轴箱内使曲轴箱内压力增加的涡轮增压器润滑油回油装置。

为实现上述目的，本发明所设计的涡轮增压器润滑油回油装置，包括回油腔体，所述回油腔体具有与涡轮增压器的中间体连接且用于接收润滑油的进油口和用于将润滑油引导至发动机油底壳中的出油口，其特殊之处在于：所述回油腔体还具有通风口和开口向上的U型储油槽，所述进油口内端设置有油压控制的弹性阀片组件，所述进油口和通风口设置在U型储油槽的上方，所述出油口设置在U型储油槽的下方；所述U型储油槽开口上方悬置有分隔板，所述分隔板将回油腔体及U型储油槽分隔为油气分离区和油液溢流区，所述油气分离区和油液溢流区下部在U型储油槽内相互连通。

优选地，所述通风口直通大气，或者与曲轴箱通风系统管路或者涡轮增压器的进气管路连接，间接联通大气。

作为优选方案，所述分隔板一端与回油腔体中部腔壁连接，其另一端向腔内沿横向延伸并向下垂直翻折，悬置于U型储油槽上部开口中。

进一步地，所述分隔板向下垂直翻折的一端延伸至U型储油槽液面以下一定深度。

进一步地，所述弹性阀片组件包括阀片和弹簧固定槽，所述弹簧固定槽布置在分隔板的上表面位于进油口正下方，所述阀片安装在弹簧固定槽内，且阀片和弹簧固定槽之间设置有弹簧。

作为优选方案，所述油气分离区与进油口和通风口气相连通形成排气通道，所述油液溢流区与进油口和出油口液相连通形成排油通道。

进一步地，所述回油腔体内腔底部出油口边部设置有溢流挡板，所述U型储油槽由溢流挡板、储油腔底板以及侧壁围合成，润滑油通过溢流挡板流出出油口。

本发明的优点在于：所设计的涡轮增压器润滑油回油装置，安装有压力阀，只有当回油压力达到设定值时才开启回油，有效防止了低油压时增压器内无润滑油的干摩擦现象；另外分隔板与U型储油槽配合，使油气最大限度分离，可有效避免增压器窜气通过回油管进入到曲轴箱内，所分离出的气体通过通风口，引入到大气当中；采用上述装置可降低增压器故障率，减少维修成本；降低曲轴箱压力，减少机油消耗量。

附图说明

图1为本发明涡轮增压器润滑油回油装置的结构示意图。

图2为本发明涡轮增压器润滑油回油装置的使用状态示意图。

图中：1a-进油口；1b-出油口；1c-通风口；1d-U型储油槽；1e-溢流挡板；2-阀片；3-弹簧；4-油气分离区；5-分隔板；6-弹簧固定槽；7-油液溢流区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1～2中所示的涡轮增压器润滑油回油装置，包括回油腔体1，回油腔体1具有与涡轮增压器的中间体连接且用于接收润滑油的进油口1a和用于将润滑油引导至发动机油底壳中的出油口1b和通风口1c，通风口1c位于回油腔体上部，直接与大气连通，也可以同曲轴箱通风系统管路或者涡轮增压器的进气管路连接，间接联通大气。

回油腔体1内具有储油腔4，储油腔4下部设置有开口向上的U型储油槽1d，储油腔4底部出油口1b边部设置有溢流挡板1e，U型储油槽1d由溢流挡板1e、储油腔4底板以及侧壁围合成。进油口1a和通风口1c设置在U型储油槽1d的上方，出油口1b设置在U型储油槽1d的下方；

U型储油槽1d开口上方悬置有分隔板5，分隔板5一端与回油腔体1中部腔壁连接，其另一端向腔内沿横向延伸并向下垂直翻折，分隔板5向下垂直翻折的一端延伸至U型储油槽1d液面以下一定深度，从而将回油腔体1及U型储油槽1d分隔为油气分离区4和油液溢流区7，油气分离区4和油液溢流区7下部在U型储油槽1d内相互连通。油气分离区4与进油口1a和通风口1c气相连通形成排气通道，油液溢流区7与进油口1a和出油口1b液相连通形成排油通道。

进油口1a位于储油腔4一端设置有通过油压控制的弹性阀片组件，弹性阀片组件包括阀片2和弹簧固定槽6，弹簧固定槽6布置在分隔板5的上表面位于进油口1a正下方，阀片2安装在弹簧固定槽6内，且阀片2和弹簧固定槽6之间设置有弹簧3，用于控制阀片2在低油压时封闭进油口1a，防止增压器内润滑油过少。

本发明的作用原理如下：所设计涡轮增压器润滑油回油装置，在发动机刚起动时润滑油压力较低，阀片2在弹簧3的作用下，紧紧抵住进油口1a的开口，保证涡轮增压器中具有足够的润滑油，如图1；随着增压器内油压油温的建立，高温润滑油携带高温气体顶开阀片2，压缩弹簧3，如图2，润滑油流入到储油腔4中，落入U型储油槽1d内，根据连通器原理，U型储油槽1d内积累的润滑油绕过溢流挡板1e溢出U型储油槽1d从出油口1b流出，导入发动机油底壳。在此过程中，从进油口1a随高温润滑油进入的大部分窜气则因为U型储油槽1d内的油隔断了气路而无法进入到出油口1b，转而通过通风口1c流出机体，通向大气中，少量融在润滑油中的气体，通过U型储油槽1d的油气沉淀，逐渐浮于液面，被插入U型储油槽1d液面的分隔板5挡住，随后挥发由通风口1c排出储油腔4。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种涡轮增压器润滑油回油装置，包括回油腔体(1)，所述回油腔体(1)具有与涡轮增压器的中间体连接且用于接收润滑油的进油口(1a)和用于将润滑油引导至发动机油底壳中的出油口(1b)，其特征在于：所述回油腔体(1)还具有通风口(1c)和开口向上的U型储油槽(1d)，所述进油口(1a)内端设置有油压控制的弹性阀片组件，所述进油口(1a)和通风口(1c)设置在U型储油槽(1d)的上方，所述出油口(1b)设置在U型储油槽(1d)的下方；所述U型储油槽(1d)开口上方悬置有分隔板(5)，所述分隔板(5)将回油腔体(1)及U型储油槽(1d)分隔为油气分离区(4)和油液溢流区(7)，所述油气分离区(4)和油液溢流区(7)下部在U型储油槽(1d)内相互连通；所述分隔板(5)一端与回油腔体(1)中部腔壁连接，其另一端向腔内沿横向延伸并向下垂直翻折，悬置于U型储油槽(1d)上部开口中；所述分隔板(5)向下垂直翻折的一端延伸至U型储油槽(1d)液面以下一定深度；所述弹性阀片组件包括阀片(2)和弹簧固定槽(6)，所述弹簧固定槽(6)布置在分隔板(5)的上表面位于进油口(1a)正下方，所述阀片(2)安装在弹簧固定槽(6)内，且阀片(2)和弹簧固定槽(6)之间设置有弹簧(3)。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器润滑油回油装置，其特征在于：所述通风口(1c)直通大气，或者与曲轴箱通风系统管路或者涡轮增压器的进气管路连接，间接联通大气。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压器润滑油回油装置，其特征在于：所述油气分离区(4)与进油口(1a)和通风口(1c)气相连通形成排气通道，所述油液溢流区(7)与进油口(1a)和出油口(1b)液相连通形成排油通道。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压器润滑油回油装置，其特征在于：所述回油腔体(1)内腔底部出油口(1b)边部设置有溢流挡板(1e)，所述U型储油槽(1d)由溢流挡板(1e)、储油腔(4)底板以及侧壁围合成，润滑油通过溢流挡板(1e)流出出油口(1b)。

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