CN111608792A - 一种增压器的冷却润滑系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机领域，具体是一种增压器的冷却润滑系统，包括增压器，分别设置在增压器两端的上游管路和下游管路，设置在上游管路上的发动机主泵，还包括串联设置在发动机主泵下游的电子泵，电子泵包括壳体和设置在壳体内部的叶轮，叶轮和壳体之间设置有环形的流通间隙，流通间隙的横截面积大于增压器的冷却润滑系统的管路的最小流通面积。采用电子泵避免了增压器转子系统干磨、高温结焦等问题，降低了电子泵的运行时间，提升了电子泵的使用寿命。

Description

一种增压器的冷却润滑系统

技术领域

本发明属于发动机领域，具体是一种增压器的冷却润滑系统。

背景技术

增压器因其对提高发动机功率、降低燃油消耗率、改善排放方面的功效，已广泛应用于发动机中。涡轮增压器由于工作时增压器与排气管连接，且涡轮增压器在正常工作时转速高达每分钟十几万转，因此必须保证增压器的转轴和轴承得到良好润滑，同时将增压器内部大量热量通过润滑油的流动带离增压器，从而起到保护作用。

对增压器，传统的润滑和冷却方式是通过机油泵提供的一定的机油及机油压力，对发动机的增压器进行润滑，同时利用润滑油的流动将热量带回至油底壳，起到润滑和冷却作用。发动机正常停机后，增压器系统管路的润滑油会由于重力作用，大部分回流至油底壳。通常发动机正常启动时，通过发动机怠速运行约1分钟的方式，使增压器转子系统充分润滑，以实现对增压器的保护；发动机正常停机时，通过发动机怠速运行3～5分钟的方式，降低排气系统温度，从而降低轴承温度，以实现对增压器的保护。

传统的增压器润滑和冷却方式，如中国专利CN103184928A公开的涡轮增压器停油保护装置，包括一个三通油管，该三通油管的第一支路连接涡轮增压器，第二支路连接发动机的润滑油路，第三支路连接增压器停油保护装置，其中：所述第一支路中设置有一个从发动机到三通油管单向导通的单向阀；所述停油保护装置在发动机正常运行时储存润滑油，在发动机停止时将所储存的润滑油输入到增压器中。该涡轮增压器停油保护装置在发动机运行时可以储存润滑油，在发动机停止时可以将储存的润滑油输入到涡轮增压器内进行降温和润滑，既可以节能，又适合于发动机频繁启停和意外停机的情况。但其存在以下缺点：

1、增压器在发动机启动时会有一个供油迟滞时间，一般为5s～8s，这样对增压器进油系统有很大设计局限性，如进油管不能设计过长等，保证5s～8s供油延迟时间；同时，由于增压器存在供油迟滞时间，如用户误操作启动发动机时直接踩油门或混合动力为节省油耗控制模式为发动机启动后直接将发动机动力拉至燃油经济点，会导致增压器转子系统还未开始润滑就已达到很高转速，转子系统干磨，出现轴承磨损、断轴等故障；

2、正常停机时，要冷却增压器，就需要发动机怠速足够长的时间，会浪费很多能源；

3、若由于不确定因素导致发动机突然停机，此时无法继续向增压器提供机油进行润滑保护，聚集在增压器转轴和轴承处的大量热量无法及时散去，并且发动机停机后，由于惯性，增压器的叶轮仍然会在没有机油的情况下持续转动一段时间，这就可能造成增压器局部过热，烧毁增压器转轴和轴承，降低增压器乃至整机的使用寿命；

4、在一些常常频繁启停的发动机上，如柴油与电力混合动力发动机，没有足够的时间去怠速散热，怠速方式无法满足对增压器进行有效保护的要求。

又如，中国专利CN206158851U，公开了混合动力发动机增压器润滑油路，采用电机机油泵，实现在发动机停机后，电子机油泵继续泵油，为混合动力车辆的增压器的润滑和冷却来提供机油，但上述电子机油泵需要时刻运转才能实现增压器的冷却，电机机油泵的工作时间长，降低了其使用寿命，电子水泵损坏容易堵塞增压器进水管路，增加了增压器缺水快速失效的风险。

发明内容

本发明公开一种增压器的冷却润滑系统，采用电子泵解决了发动机频繁启停、用户误操作及混合动力特殊应用带来的增压器转子系统干磨、高温结焦等问题；电子泵设置了流通面积，无需开启电子泵，也能实现增压器的冷却，降低了电子泵的运行时间，提升了电子泵的使用寿命。

本发明的技术方案如下：一种增压器的冷却润滑系统，包括增压器，分别设置在所述增压器两端的上游管路和下游管路，设置在所述上游管路上的发动机主泵，还包括串联设置在所述发动机主泵下游的电子泵，所述电子泵包括壳体和设置在所述壳体内部的叶轮，所述叶轮和所述壳体之间设置有环形的流通间隙，所述流通间隙设置在所述叶轮的圆周外侧，当电子泵停止工作时，液体可以从流通间隙流通；所述流通间隙的横截面积大于增压器的冷却润滑系统的管路的最小流通面积。电子泵和发动机主泵串联设置，解决了发动机频繁启停、用户误操作及混合动力特殊应用带来的增压器转子系统干磨、高温结焦等问题；此外，电子泵设置了流通面积，无需开启电子泵，也能实现增压器的冷却和润滑，降低了电子泵的运行时间，提升了电子泵的使用寿命。

本发明所述的增压器的冷却润滑系统具体可为增压器冷却系统，所述电子泵可为电子水泵，所述发动机主泵可为发动机主水泵。

本发明所述的增压器的冷却润滑系统具体也可为增压器润滑系统，所述电子泵为电子机油泵，所述发动机主泵为发动机主机油泵。

优选的，本发明还包括设置在所述增压器上的轴承温度传感器，轴承温度传感器，根据轴承温度传感器监测到的轴承温度，形成闭环控制，精确控制电子泵的液体流量和增压器轴承温度；

此外，本发明也可不带轴承温度传感器，电子泵和发动机主泵根据发动机标定，定义出安全的液体流量。

本发明中，所述电子泵设置在上游管路或下游管路上，所述电子泵可根据发动机整机的布置需求选择安装位置，所述电子泵可设置在上游管道上或下游管道上，两种设置方式均能实现电子泵的正常工作。

优选的，所述流通间隙的横截面积相当于内径为8～15mm的管径面积，在此范围内的液体流通面积能满足冷却润滑系统的流量要求，也有利于经过叶轮中的液体加速通过，散热块，不易损伤水泵，大大延长电子水泵使用寿命。

本发明的有益效果是：

1、采用串联式电子泵，解决了发动机频繁启停、用户误操作及混合动力特殊应用带来的增压器转子系统高温结焦等问题。

2、电子泵的特殊结构设计，即叶轮和所述壳体之间设置有环形的流通间隙，降低了电子泵的运行时间，提升了电子泵的使用寿命，同时避免了由于电子水泵损坏堵塞增压器管路，导致增压器缺水或缺油时的失效风险。

附图说明

图1是本发明所述的一种增压器的冷却润滑系统的结构示意框图。

图2是本发明的实施例2的结构示意框图。

图3是本发明的实施例3的结构示意框图。

图4是本发明所述的电子泵的结构简图。

图中：1-增压器，2-上游管路，3-下游管路，4-水循环通路，5-电子泵，501-壳体，502-叶轮，503-流通间隙，6-发动机主泵，7-轴承温度传感器，8-油底壳，9-发动机控制器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例1：

如图1和图4所示，一种增压器的冷却润滑系统，包括增压器1，分别设置在所述增压器1两端的上游管路2和下游管路3，设置在所述上游管路2上的发动机主泵6，还包括串联设置在所述发动机主泵6下游的电子泵5；

如图4所示，所述电子泵5包括壳体501和设置在所述壳体501内部的叶轮502，所述叶轮502和所述壳体501之间设置有环形的流通间隙503，所述流通间隙503的横截面积大于增压器的冷却润滑系统的管路的最小流通面积。

电子泵5与发动机主泵6串联布置，当发动机正常运行时，由于电子泵5内部设置有流通间隙503，有一定的流通面积，大部分发动机工况无需开启电子泵5，依赖于发动机主泵6即可实现增压器的冷却，当发动机主泵6供冷却液不足以冷却增压器1时，电子泵5启动，提供更高的冷却液流量，电子泵5可设为常开状态，可根据发动机标定确定电子泵5的开启策略，该设计降低了电子泵5的运行时间，提升了电子泵5的使用寿命，同时避免了由于电子泵5损坏堵塞增压器1冷却润滑通路，导致增压器1缺水或缺油快速失效的风险。

实施例2：

如图2所示，本实施为增压器1的水冷却系统，本实施例包括增压器1，分别设置在所述增压器1两端的上游管路2和下游管路3，设置在所述上游管路2上的发动机主泵6，还包括串联设置在所述发动机主泵6下游的电子泵5；

如图4所示，所述电子泵5包括壳体501和设置在所述壳体501内部的叶轮502，所述叶轮502和所述壳体501之间设置有环形的流通间隙503，所述流通间隙503的横截面积大于增压器的冷却润滑系统的管路的最小流通面积。

本实施例为增压器的冷却系统，所述电子泵5为电子水泵，所述发动机主泵6为发动机主水泵，上游管路2和下游管路3分别为进水管道和回水管道。

本实施例还包括设置在所述增压器1上的轴承温度传感器7。

所述电子水泵设置在上游管路2上，即所述电子水泵设置在进水管道上。

所述流通间隙503的横截面积相当于内径为8mm的管径面积。

冷却液依次经过进水管路、发动机主水泵、电子水泵、增压器1、回水管路，最后进入水循环通路4。

电子水泵布置于增压器1进水侧，与发动机主水泵串联布置，增压冷却系统于发动机内循环主水泵高压侧取水，由于电子水泵内部有一定的流通面积，大部分发动机工况无需开启电子水泵，依赖于发动机主水泵即可实现增压器的冷却，当发动机主水泵供冷却液不足以冷却增压器1时，电子水泵启动，提供更高的冷却液流量。该设计降低了电子水泵的运行时间，提升了电子水泵的使用寿命，同时避免了由于电子水泵损坏堵塞增压器1进水管路，导致增压器1缺水快速失效的风险。

当发动机停机时，电子水泵继续运行一段时间，降低排气系统温度，从而降低轴承温度，以实现对增压器1的保护；

增加设置增压器1上的轴承温度传感器7，轴承温度传感器7和电子泵5均与发动机控制器9电性连接，根据轴承温度，闭环控制，精确控制延迟供冷却液时间和增压器1轴承温度。发动机控制器9为ECU电子控制单元，又称行车电脑，是发动机专用微机控制器。

实施例3：

本实施为增压器1的润滑系统，本实施例包括增压器1，分别设置在所述增压器1两端的上游管路2和下游管路3，设置在所述上游管路2上的发动机主泵6，还包括串联设置在所述发动机主泵6下游的电子泵5，所述电子泵5包括壳体501和设置在所述壳体501内部的叶轮502，所述叶轮502和所述壳体501之间设置有环形的流通间隙503，所述流通间隙503的横截面积大于增压器的冷却润滑系统的管路的最小流通面积。

本实施例中所述电子泵5为电子机油泵，所述发动机主泵6为发动机主机油泵，上游管路2和下游管路3分别为进油管道和回油管道。

本实施例还包括设置在所述增压器1上的轴承温度传感器7。

所述电子机油泵设置在上游管路2上，即所述电子机油泵设置在回油管道上。

所述流通间隙503的横截面积相当于内径为15mm的管径面积。

本实施例中，机油依次经过进油管路、发动机主机油泵、电子机油泵、增压器1、回油管路，最后进入油底壳8，形成机油循环。

当发动机正常运行时，由于电子机油泵内部有一定的流通面积，大部分发动机工况无需开启电子机油泵，依赖于发动机主油泵即可实现增压器1的润滑，当发动机主油泵供油不足以冷却增压器1时，电子机油泵启动，提供更高的机油流量；该设计降低了电子机油泵的运行时间，提升了电子机油泵的使用寿命，同时避免了由于电子机油泵损坏堵塞增压器1进油管路，导致增压器1缺油失效风险。

当发动机停机时，电子机油泵继续运行一段时间，降低排气系统温度，从而降低轴承温度，以实现对增压器1的保护。电子机油泵可定转速定时间延迟供油，也可增压器1轴上设置承温度传感器，根据轴承温度，闭环控制，精确控制延迟供油时间和增压器1轴承温度。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种增压器的冷却润滑系统，包括增压器(1)，分别设置在所述增压器(1)两端的上游管路(2)和下游管路(3)，设置在所述上游管路(2)上的发动机主泵(6)，其特征在于：还包括串联设置在所述发动机主泵(6)下游的电子泵(5)，所述电子泵(5)包括壳体(501)和设置在所述壳体(501)内部的叶轮(502)，所述叶轮(502)和所述壳体(501)之间设置有环形的流通间隙(503)，所述流通间隙(503)的横截面积大于增压器的冷却润滑系统的管路的最小流通面积。

2.根据权利要求1所述的一种增压器的冷却润滑系统，其特征在于：所述电子泵(5)为电子水泵，所述发动机主泵(6)为发动机主水泵。

3.根据权利要求1所述的一种增压器的冷却润滑系统，其特征在于：所述电子泵(5)为电子机油泵，所述发动机主泵(6)为发动机主机油泵。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种增压器的冷却润滑系统，其特征在于：还包括设置在所述增压器(1)上的轴承温度传感器(7)。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的一种增压器的冷却润滑系统，其特征在于：所述电子泵(5)设置在上游管路(2)或下游管路(3)上。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的一种增压器的冷却润滑系统，其特征在于：所述流通间隙(503)的横截面积相当于内径为8～15mm的管径面积。

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