CN111608793A - 一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置 - Google Patents

一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，包括增压器，和分别连接增压器输入端与输出端的输入管路与输出管路，其特征在于:所述输入管路与输出管路分别连接发动机冷却液主管路，在输入管路与输出管路中的一个管路上设置电子泵，所述电子泵设为常开。本发明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，同时也解决了由于发动机布置因素增压器进油管路设计过长而导致的供油迟滞时间过长的问题。

Description

一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置。
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。
传统的增压器润滑方式存在以下缺点：
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。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺陷，公开一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，解决发动机频繁启停、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。
为实现上述发明目的，本发发明采用的方案如下：一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置包括增压器，和分别连接增压器输入端与输出端的输入管路与输出管路，所述输入管路与输出管路分别连接发动机冷却液主管路，在输入管路与输出管路中的一个管路上设置电子泵，所述电子泵设为常开。
进一步的，还包括发动机控制器ECU和温度传感器，所述温度传感器设置在增压器轴承上，所述发动机控制器ECU分别与电子泵和温度传感器电性连接。
进一步的，所述电子泵为电子机油泵，所述输入管路与输出管路分别连接发动机油底壳的出口和进口。
进一步的，油底壳的出口设置在油底壳的底部。
进一步的，所述电子泵为电子水泵，所述输入管路与输出管路分别连接发动机外循环水冷却系统。
本发明的优点：
本发明所述涡轮增压器强制润滑冷却保护装置从发动机主润滑冷却系统中独立出来，增加了电子泵设计，结构简单，可以减少零件数量和成本；电子泵可布置于增压器输入管路，为增压器供润滑或冷却用的机油或水；也可布置于增压器输出管路，反向抽机油或水；电子泵可根据发动机使用需求，进行定转速控制，也可进行PWM调节控制；增加增压器轴承温度传感器，根据轴承温度，闭环控制，精确控制机油流量和增压器轴承温度；也可不带增压器轴承温度传感器，电子机油泵根据发动机标定，定义出安全的机油流量。本发明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，同时也解决了由于发动机布置因素增压器输入管路设计过长而导致的供油或水迟滞时间过长的问题。结构简单，可以减少零件数量和成本。
附图说明
图1为本发明所述的涡轮增压器强制润滑保护装置的第一种结构示意图。
图2为本发明所述的涡轮增压器强制润滑冷却保护装置的控制连线图。
图3为本发明所述的涡轮增压器强制润滑冷却保护装置的第二种结构示意图。
图4为本发明所述的涡轮增压器强制润滑冷却保护装置的第三种结构示意图。
图中，1-增压器，11-输入管路、12-输出管路，13-温度传感器，3-电子泵，2-发动机冷却液主管路,4-发动机,5-发动机控制器ECU，31-电子水泵，21-发动机外循环水冷却系统，32-电子机油泵，22-油底壳。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提供了一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，如图1,包括增压器1，和分别连接增压器1输入端与输出端的输入管路11与输出管路12，所述输入管路11与输出管路12分别连接发动机冷却液主管路2，在输入管路11上设置电子泵3，所述电子泵3设为常开。所述电子泵3也可设置于增压器输出管路12上，如图3所示。增压器强制润滑保护装置从发动机主润滑系统中独立出来，增加了电子泵3设计，电子泵3为常开，即发动机运行时，电子泵3即一直运行，电子泵3可布置于输入管路11，为增压器1供润滑或冷却用的机油或水；也可布置于输出管路12，反向抽机油或水。从而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；解决了由于发动机布置因素增压器输入管路设计过长而导致的供油或水迟滞时间过长的问题。此外，本发明结构简单，可以减少零件数量和成本。
实施例2
在实施例1的基础上，如图1和图2,还包括发动机控制器ECU5和温度传感器13，所述温度传感器13设置在增压器1轴承上，所述发动机控制器ECU5分别与电子泵3和温度传感器13电性连接。
当发动机控制器ECU5接收到发动机4启动信号时，发动机控制器ECU5控制电子泵3开始运行，缩短增压器1供油迟滞时间；当发动机4正常运行时，电子泵3为常开状态，根据发动机标定确定转速；当发动机4停机时，电子泵3继续运行一段时间，如继续运行30s,从而降低排气系统温度，降低轴承温度，以实现对增压器1的保护。通过增加增压器轴承温度传感器13，根据轴承温度，闭环控制，可以实现机油流量和增压器轴承温度的控制。
实施例3
在上述实施例的基础上，如图4和图2，所述电子泵3为电子机油泵32，所述输入管路11与输出管路12分别连接发动机油底壳22的出口和进口。
在本实施例中，发动机控制器ECU5的控制步骤如下：
S1：发动机控制器ECU5接收发动机4的启动信号。
S2：发动机控制器ECU5输出指令，电子机油泵32启动，按标定转速1500转/min转动。
S3：发动机控制器ECU5接收温度传感器13的信号，并根据温度数据对电子机油泵32输出指令，当温度小于180℃时，电子机油泵3转速保持1500转/min；当温度180℃～210℃时，电子机油泵3转速变为2000转/min；当温度大于210℃时，电子机油泵32转速变为2500转/min。增压器1轴承温度和电子机油泵32转速实时回馈至发动机控制器ECU5，实现增压器轴承温度的闭环控制。
S4：发动机控制器ECU5接收发动机4的停机信号。
S5：发动机控制器ECU5输出指令，电子机油泵32转速调至1500转/min，持续运行1.5min后停止。
本控制步骤只是示例性给出一个具体的温度、转速，并不作为温度和转速的范围限定。实际应用中，增压器的温度与电子机油泵的转速控制关系以各发动机标定为准，针对不同的需要，上述涉及的温度和转速可根据需要进行合理的调整。
作为本实施例的一种优选，所述油底壳2的出口设置在油底壳2的底部。保证从油底壳2取油。
实施例4
在上述实施例的基础上，如图3和图2，所述电子泵3为电子水泵31，所述输入管路11与输出管路12分别连接发动机外循环水冷却系统21。
在本实施例中，发动机控制器ECU5的控制步骤如下：
S1：发动机控制器ECU5接收发动机4的启动信号。
S2：发动机控制器ECU5输出指令，电子水泵31启动，按标定转速1500转/min转动。
S3：发动机控制器ECU5接收温度传感器13的信号，并根据温度数据对电子水泵31输出指令，当温度小于180℃时，电子机油泵3转速保持1500转/min；当温度180℃～210℃时，电子水泵31转速变为2000转/min；当温度大于210℃时，电子水泵31转速变为2500转/min。增压器1轴承温度和水泵31转速实时回馈至发动机控制器ECU5，实现增压器轴承温度的闭环控制。
S4：发动机控制器ECU5接收发动机4的停机信号。
S5：发动机控制器ECU5输出指令，电子水泵31转速调至1500转/min，持续运行1.5min后停止。
本控制步骤只是示例性给出一个具体的温度、转速，并不作为温度和转速的范围限定。实际应用中，增压器的温度与电子水泵的转速控制关系以各发动机标定为准，针对不同的需要，上述涉及的温度和转速可根据需要进行合理的调整。
由此描述了本发明的至少一个实施例的几个方面，可以理解，对本领域技术人员来说容易地进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意于在本发明的精神和范围内。

Claims (5)

1.一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，包括增压器，和分别连接增压器输入端与输出端的输入管路与输出管路，其特征在于:所述输入管路与输出管路分别连接发动机冷却液主管路，在输入管路与输出管路中的一个管路上设置电子泵，所述电子泵设为常开。
2.根据权利要求1所述一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，其特征在于：其特征在于：还包括发动机控制器ECU和温度传感器，所述温度传感器设置在增压器轴承上，所述发动机控制器ECU分别与电子泵和温度传感器电性连接。
3.根据权利要求1-2任一项所述一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，其特征在于：所述电子泵为电子机油泵，所述输入管路与输出管路分别连接发动机油底壳的出口和进口。
4.根据权利要求3所述一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，其特征在于：油底壳的出口设置在油底壳的底部。
5.根据权利要求1-2任一项所述一种涡轮增压器强制润滑冷却保护装置，其特征在于：所述电子泵为电子水泵，所述输入管路与输出管路分别连接发动机外循环冷却系统。
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