CN113047945A - 涡轮增压器保护器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器保护器及方法，其技术方案是：保护器主体的上表面安装无刷电机，所述保护器主体的下侧安设齿轮泵，无刷电机的电机输出轴与齿轮泵连接，所述齿轮泵的下侧设有齿轮泵进油口，在保护器主体的内腔设有齿轮泵出油通道，在齿轮泵出油通道的出口端设有出油接口。有益效果是：1、预润滑，给涡轮增压器先供油后工作，2、低压保护，当发动机机油供给增压器压力低于2.2公斤时，保护器以3.5公斤压力给增压器供油，当发动机机油压力高于2.2公斤时保护器进入待机状态；3、当发动机熄火后延时30秒供油做到了涡轮增压器先停止运转，后停止供油，避免了接触磨损；4、具有废气涡轮降温功能。

Description

涡轮增压器保护器及方法
技术领域
本发明涉及一种涡轮增压器保护装置及方法，特别涉及一种涡轮增压器保护器。
背景技术
近年来，涡轮增压器得到广泛的应用，特别是中大型货车，涡轮增压器是利用发动机排出的废气驱动废气涡轮，涡轮带动同轴叶轮压送由空气滤清器过滤的空气，使之将更多空气增压进入气缸，空气压力和密度增大可以燃烧更多燃料，从而增加了发动机的功率，因其达到了低油耗，高功率，低排放而得到了广泛应用。
由于增压器位于发动机润滑油路的最远端，增压器工作时其最高转速达数万转至十几万转，所用轴承为浮动轴承，在润滑油压力（不得低于2.2公斤）和转轴旋转作用下，在它的内外表面形成承载油膜，使转子、轴承、轴承座在非接触状态下工作，即轴不磨套、套不磨轴，套不磨座，此时因发动机起动后机油供应滞后对增压器轴套座造成了接触磨损，所以增压器厂家对增压器操作要求是，车辆长期不用（一周）以上要求对增压器进油道人工加油预润滑，启动后怠速3-5分钟再正常行驶。
发动机长时间高速行驶后不能立即熄火，必须怠速5分钟，原因是发动机工作时，供应增压器的机油用于增压器转子及轴承的润滑和冷却，突然停机机油压力为零，增压器涡轮转子在惯性作用下仍能运转15秒左右，此时轴套座是在接触运转的，高速停机后增压器废气涡轮温度高达550-750度，机油停供高温不能被机油带走，机油焦化温度240度，怠速5分钟是给废涡轮降温，避免废气涡轮端积碳产生。
在保护增压器的过程中，起动后怠速2-3分钟再行驶和高速行驶停机前必须怠速5分钟，以380马力发动机为例每次保养须耗油350毫升左右每天起停10次耗油3升多，土方工程车起停次数更多，按此计算每年每台车辆因保护增压器须耗油1000余升，耗时300小时左右，这样既浪费了能源，增加了排放，又浪费了司机们的宝贵时间。
另外，废气涡轮在高温下停机，由于机油停供，废气涡轮高温不能被机油带走，造成涡轮轴、密封环、轴承表面粘附部分机油因高温焦化形成积碳，日复一日年复一年，当密封环周围塞满积碳后，造成增压器转子运转阻滞，发动机提速时涡轮响应迟缓，涡轮增速慢，降速快，由此造成发动机提速时，在700-1500转速区域之间形成进气负压，致使车辆提速缓慢，冒黑烟，油耗上升，动力下降，排放超标。
还有，起动后和停机前的机油滞后和机油停供给轴、套、座造成接触磨损之后造成轴、套、座磨损间隙增大，导致两头密封环漏油，发动机出现烧机油，冒黑烟，油耗上升，动力下降，并造成排放超标，给生态环境造成了严重污染。
本人于2015年申请的中国专利号为2015101991576，专利名称为《一种涡轮增压器智能保护器及方法》，其技术方案是：下罐体、中间体和上盖组成润滑油储存罐，中间体的中间设有向下伸出的支架，支架的底部安装有齿轮泵，齿轮泵通过联轴器连接到中间体上侧的直流电机，齿轮泵的输出端连接到中间体内部的油道，并通过油道连接到涡轮增压器的润滑油管路，并且在润滑油管路上设有涓回流单向阀，通过涓回流单向阀实现润滑油回流到下罐体内补充润滑油。本发明结构简单小巧，安装方便，只需要连接到电路和润滑油路，就可以实现对涡轮增压器的保护，而且改装容易，施工难度低，容易得到大面积推广。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种涡轮增压器保护器，其改装难度低，适用于中大型货车的规模化改装，且性能可靠，延长了涡轮增压器的使用寿命。
本发明提到的一种涡轮增压器保护器，其技术方案是：包括无刷电机（1）、保护器主体（2）、齿轮泵（3）、出油接口（4）、电机输出轴（5）、保护器主体外螺纹（6）、齿轮泵进油口（7）、齿轮泵出油通道（8），所述保护器主体（2）的上表面安装无刷电机（1），保护器主体（2）的中上部设有保护器主体外螺纹（6），所述保护器主体（2）的下侧安设齿轮泵（3），无刷电机（1）的电机输出轴（5）与齿轮泵（3）连接，所述齿轮泵（3）的下侧设有齿轮泵进油口（7），在保护器主体（2）的内腔设有齿轮泵出油通道（8），在齿轮泵出油通道（8）的出口端设有出油接口（4），在出油接口（4）与涡轮增压器之间的管路上设有单向阀。
本发明提到的第二种涡轮增压器保护器，其技术方案是：包括无刷电机（1）、保护器主体（2）、齿轮泵（3）、出油接口（4）、电机输出轴（5）、齿轮泵进油口（7）、齿轮泵出油通道（8）、增压器保护器外壳体（9）、齿轮泵出油接头（10）、压板（11）、发动机油底壳接口（12）、增压器回油口（13），
在增压器保护器外壳体（9）的顶部安装压板（11），压板（11）的上表面安装无刷电机（1），保护器主体（2）的下侧安设齿轮泵（3），无刷电机（1）的电机输出轴（5）穿过压板（11）和保护器主体（2）与齿轮泵（3）连接，所述齿轮泵（3）的下侧设有齿轮泵进油口（7），在保护器主体（2）的下端设有齿轮泵出油通道（8），在齿轮泵出油通道（8）的出口端通过管路连接到压板上侧的出油接口（4）；在压板（11）的上侧还设有发动机油底壳接口（12）和增压器回油口（13）。
优选的，上述的齿轮泵出油通道（8）的出口端设有齿轮泵出油接头（10），且所述齿轮泵出油接头（10）的出口端通过出油管（14）连接到压板（11）上表面处安装的出油接口（4）。
优选的，上述的增压器回油口（13）的下端设有伸向增压器保护器外壳体（9）内腔的增压器回油管。
优选的，上述的电机输出轴（5）与齿轮泵（3）的输入轴活动连接。
本发明提到的第一种涡轮增压器保护器的使用方法，包括以下过程：
一、将涡轮增压器保护器通过螺纹安装在油底壳，将齿轮泵出油通道（8）的出油接口（4）通过管路连接到涡轮增压器的进油口，并且加装机油滤芯和单向阀，用于对进入涡轮增压器的机油过滤；
二、将进气压力传感器装于发动机进气管路上，温度传感器装在涡轮增压器的接口底座上，控制电路板安装在储油箱支架上，显示屏安装驾驶室方便看到的地方，显示屏显示机油压力，发动机进气压力，废气涡壳温度，分别还设有预润滑10秒请5秒后起动，延时30秒保护，废气涡轮降温中，机油压力低压保护中，涡轮增压工作正常；
三、涡轮增压器保护器安装完成后，驾驶人员通过打开钥匙接通电源，5秒后起动发动机，其它按发动机操作规程执行，车辆在行驶过程中意外熄火和停车立即熄火时，油底壳内的机油通过无刷电机（1）驱动齿轮泵输送到涡轮增压器内，实现熄火润滑降温。
本发明提到的第二种涡轮增压器保护器的使用方法，包括以下过程
一、将涡轮增压器保护器通过支架安装在油底壳的一侧，将出油接口（4）通过安装有单向阀的管路连接到涡轮增压器的进油口，增压器回油口（13）通过管路连接到涡轮增压器的回油口，发动机油底壳接口（12）通过管路与发动机油底壳连接；
二、将进气压力传感器装于发动机进气管路上，温度传感器装在涡轮增压器的接口底座上，控制电路板安装在储油箱支架上，显示屏安装驾驶室方便看到的地方，显示屏显示机油压力，发动机进气压力，废气涡壳温度，分别还设有预润滑10秒请5秒后起动，延时30秒保护，废气涡轮降温中，机油压力低压保护中，涡轮增压工作正常；
三、涡轮增压器保护器安装完成后，驾驶人员通过打开钥匙接通电源，5秒后起动发动机，其它按发动机操作规程执行，车辆在行驶过程中意外熄火和停车立即熄火时，油底壳内的机油通过无刷电机（1）驱动齿轮泵输送到涡轮增压器内，实现熄火润滑降温。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
1、预润滑，打开车辆钥匙通电后显示屏显示倒计时和起动时间，此功能做到给涡轮增压器先供油后工作，发动机起动后自身油压建立，进行预润滑一段时间；
2、低压保护，当发动机机油供给增压器压力低于设定值时，保护器开始给涡轮增压器供油，当发动机机油压力高于设定值时进入待机状态；
3、延时润滑，当发动机熄火后增压器涡轮转子在惯性作用下仍能运转15秒左右，这时机油停供同样造成轴套座接触磨损，延时一段时间供油做到了涡轮增压器先停止运转，后停止供油，避免了接触磨损；
4、废气涡轮降温中
发动机高速停机后，本发明开始对涡轮增压器进行润滑降温，直至温度下降后，致使积碳无法形成，保护器停止工作，保护工作完成，保护器进入休眠状态。
附图说明
图1是本发明的第一种实施例的结构示意图；
图2是本发明的第二种实施例的结构示意图；
图3是本发明的控制系统框图；
上图中：无刷电机1、保护器主体2、齿轮泵3、出油接口4、电机输出轴5、保护器主体外螺纹6、齿轮泵进油口7、齿轮泵出油通道8，
增压器保护器外壳体9、齿轮泵出油接头10、压板11、发动机油底壳接口12、增压器回油口13、出油管14。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，参照图1，本发明提到的一种涡轮增压器保护器，本发明采用直装式结构，包括无刷电机1、保护器主体2、齿轮泵3、出油接口4、电机输出轴5、保护器主体外螺纹6、齿轮泵进油口7、齿轮泵出油通道8，所述保护器主体2的上表面安装无刷电机1，保护器主体2的中上部设有保护器主体外螺纹6，所述保护器主体2的下侧安设齿轮泵3，无刷电机1的电机输出轴5与齿轮泵3连接，所述齿轮泵3的下侧设有齿轮泵进油口7，在保护器主体2的内腔设有齿轮泵出油通道8，在齿轮泵出油通道8的出口端设有出油接口4，在出油接口4与涡轮增压器之间的管路上设有单向阀。
本发明提到的第一种涡轮增压器保护器的使用方法，包括以下过程：
一、将涡轮增压器保护器通过螺纹安装在油底壳，将齿轮泵出油通道8的出油接口4通过管路连接到涡轮增压器的进油口，并且加装机油滤芯和单向阀，用于对进入涡轮增压器的机油过滤；
二、将进气压力传感器装于发动机进气管路上，温度传感器装在涡轮增压器的接口底座上，控制电路板安装在储油箱支架上，显示屏安装驾驶室方便看到的地方，显示屏显示机油压力，发动机进气压力，废气涡壳温度，分别还设有预润滑10秒请5秒后起动，延时30秒保护，废气涡轮降温中，机油压力低压保护中，涡轮增压工作正常祝工作愉快；
三、涡轮增压器保护器安装完成后，驾驶人员通过打开钥匙接通电源，5秒后起动发动机，其它按发动机操作规程执行，车辆在行驶过程中意外熄火和停车立即熄火时，油底壳内的机油通过无刷电机1驱动齿轮泵输送到涡轮增压器内，实现熄火润滑降温。
本发明能够实现的保护功能如下：
1、预润滑，打开车辆钥匙通电后显示屏显示10秒倒计时，请5秒后起动，此功能做到给涡轮增压器先供油后工作，发动机起动后自身油压建立，压力传感器检测到超过2.2公斤压力后保护器进入待机状态；
2、低压保护，当发动机机油供给增压器压力低于2.2公斤时，保护器以3.5公斤压力给增压器供油，当发动机机油压力高于2.2公斤时保护器进入待机状态；
3、延时30秒，当发动机熄火后增压器涡轮转子在惯性作用下仍能运转15秒左右，这时机油停供同样造成轴套座接触磨损，延时30秒供油做到了涡轮增压器先停止运转，后停止供油，避免了接触磨损；
4、废气涡轮降温中
发动机高速停机后，废气涡轮温度高达550-750度，在发动机高速工作中，发动机机油一直对涡轮增压器进行润滑降温作用，突然停机废气涡轮高温不能被机油带走，当温度传感器检测到废气涡壳端温度高于230度时保护器继续工作，待温度降到230度以下，致使积碳无法形成，保护器停止工作，保护工作完成，保护器进入休眠状态，待下次起动重新工作。
实施例2，参照图2，本发明提到的第二种涡轮增压器保护器，本发明为外挂式结构，包括无刷电机1、保护器主体2、齿轮泵3、出油接口4、电机输出轴5、齿轮泵进油口7、齿轮泵出油通道8、增压器保护器外壳体9、齿轮泵出油接头10、压板11、发动机油底壳接口12、增压器回油口13，
在增压器保护器外壳体9的顶部安装压板11，压板11的上表面安装无刷电机1，保护器主体2的下侧安设齿轮泵3，无刷电机1的电机输出轴5穿过压板11和保护器主体2与齿轮泵3连接，所述齿轮泵3的下侧设有齿轮泵进油口7，在保护器主体2的下端设有齿轮泵出油通道8，在齿轮泵出油通道8的出口端通过管路连接到压板上侧的出油接口4；在压板11的上侧还设有发动机油底壳接口12和增压器回油口13。
优选的，上述的齿轮泵出油通道8的出口端设有齿轮泵出油接头10，且所述齿轮泵出油接头10的出口端通过出油管14连接到压板11上表面处安装的出油接口4。
优选的，上述的增压器回油口13的下端设有伸向增压器保护器外壳体9内腔的增压器回油管。
优选的，上述的电机输出轴5与齿轮泵3的输入轴活动连接。
本发明提到的第二种涡轮增压器保护器的使用方法，包括以下过程
一、将涡轮增压器保护器通过支架安装在油底壳的一侧，将出油接口4通过安装有单向阀的管路连接到涡轮增压器的进油口，增压器回油口13通过管路连接到涡轮增压器的回油口，发动机油底壳接口12通过管路与发动机油底壳连接；
二、将进气压力传感器装于发动机进气管路上，温度传感器装在涡轮增压器的接口底座上，控制电路板安装在储油箱支架上，显示屏安装驾驶室方便看到的地方，显示屏显示机油压力，发动机进气压力，废气涡壳温度，分别还设有预润滑10秒请5秒后起动，延时30秒保护，废气涡轮降温中，机油压力低压保护中，涡轮增压工作正常祝工作愉快；
三、涡轮增压器保护器安装完成后，驾驶人员通过打开钥匙接通电源，5秒后起动发动机，其它按发动机操作规程执行，车辆在行驶过程中意外熄火和停车立即熄火时，油底壳内的机油通过无刷电机1驱动齿轮泵输送到涡轮增压器内，实现熄火润滑降温。
当然，上述提到的预润滑时间及启动时间，延时润滑保护的时间，都可以根据需要调整进行修改，上述是两个较佳实施例提到的时间。
本发明能够实现的保护功能如下：
1、预润滑，打开车辆钥匙通电后显示屏显示10秒倒计时，请5秒后起动，此功能做到给涡轮增压器先供油后工作，发动机起动后自身油压建立，压力传感器检测到超过2.2公斤压力后保护器进入待机状态；
2、低压保护，当发动机机油供给增压器压力低于2.2公斤时，保护器以3.5公斤压力给增压器供油，当发动机机油压力高于2.2公斤时保护器进入待机状态；
3、延时30秒，当发动机熄火后增压器涡轮转子在惯性作用下仍能运转15秒左右，这时机油停供同样造成轴套座接触磨损，延时30秒供油做到了涡轮增压器先停止运转，后停止供油，避免了接触磨损；
4、废气涡轮降温中
发动机高速停机后，废气涡轮温度高达550-750度，在发动机高速工作中，发动机机油一直对涡轮增压器进行润滑降温作用，突然停机废气涡轮高温不能被机油带走，当温度传感器检测到废气涡壳端温度高于230度时保护器继续工作，待温度降到230度以下，致使积碳无法形成，保护器停止工作，保护工作完成，保护器进入休眠状态，待下次起动重新工作。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种涡轮增压器保护器，其特征是：包括无刷电机（1）、保护器主体（2）、齿轮泵（3）、出油接口（4）、电机输出轴（5）、保护器主体外螺纹（6）、齿轮泵进油口（7）、齿轮泵出油通道（8），所述保护器主体（2）的上表面安装无刷电机（1），保护器主体（2）的中上部设有保护器主体外螺纹（6），所述保护器主体（2）的下侧安设齿轮泵（3），无刷电机（1）的电机输出轴（5）与齿轮泵（3）连接，所述齿轮泵（3）的下侧设有齿轮泵进油口（7），在保护器主体（2）的内腔设有齿轮泵出油通道（8），在齿轮泵出油通道（8）的出口端设有出油接口（4），在出油接口（4）与涡轮增压器之间的管路上设有单向阀。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器保护器，其特征是：包括无刷电机（1）、保护器主体（2）、齿轮泵（3）、出油接口（4）、电机输出轴（5）、齿轮泵进油口（7）、齿轮泵出油通道（8）、增压器保护器外壳体（9）、齿轮泵出油接头（10）、压板（11）、发动机油底壳接口（12）、增压器回油口（13），
在增压器保护器外壳体（9）的顶部安装压板（11），压板（11）的上表面安装无刷电机（1），保护器主体（2）的下侧安设齿轮泵（3），无刷电机（1）的电机输出轴（5）穿过压板（11）和保护器主体（2）与齿轮泵（3）连接，所述齿轮泵（3）的下侧设有齿轮泵进油口（7），在保护器主体（2）的下端设有齿轮泵出油通道（8），在齿轮泵出油通道（8）的出口端通过管路连接到压板上侧的出油接口（4）；在压板（11）的上侧还设有发动机油底壳接口（12）和增压器回油口（13）。
3.根据权利要求2所述的涡轮增压器保护器，其特征是：所述的齿轮泵出油通道（8）的出口端设有齿轮泵出油接头（10），且所述齿轮泵出油接头（10）的出口端通过出油管（14）连接到压板（11）上表面处安装的出油接口（4）。
4.根据权利要求2所述的涡轮增压器保护器，其特征是：所述的增压器回油口（13）的下端设有伸向增压器保护器外壳体（9）内腔的增压器回油管。
5.根据权利要求2所述的涡轮增压器保护器，其特征是：所述的电机输出轴（5）与齿轮泵（3）的输入轴活动连接。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器保护器的使用方法，其特征是：包括以下过程
一、将涡轮增压器保护器通过螺纹安装在油底壳，将齿轮泵出油通道（8）的出油接口（4）通过管路连接到涡轮增压器的进油口，并且加装机油滤芯和单向阀，用于对进入涡轮增压器的机油过滤；
二、将进气压力传感器装于发动机进气管路上，温度传感器装在涡轮增压器的接口底座上，控制电路板安装在储油箱支架上，显示屏安装驾驶室方便看到的地方，显示屏显示机油压力，发动机进气压力，废气涡壳温度，分别还设有预润滑一段时间秒请5秒后起动，延时30秒保护，废气涡轮降温中，机油压力低压保护中，涡轮增压工作正常；
三、涡轮增压器保护器安装完成后，驾驶人员通过打开钥匙接通电源，5秒后起动发动机，其它按发动机操作规程执行，车辆在行驶过程中意外熄火和停车立即熄火时，油底壳内的机油通过无刷电机（1）驱动齿轮泵输送到涡轮增压器内，实现熄火润滑降温。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的涡轮增压器保护器的使用方法，其特征是：包括以下过程
一、将涡轮增压器保护器通过支架安装在油底壳的一侧，将出油接口（4）通过安装有单向阀的管路连接到涡轮增压器的进油口，增压器回油口（13）通过管路连接到涡轮增压器的回油口，发动机油底壳接口（12）通过管路与发动机油底壳连接；
二、将进气压力传感器装于发动机进气管路上，温度传感器装在涡轮增压器的接口底座上，控制电路板安装在储油箱支架上，显示屏安装驾驶室方便看到的地方，显示屏显示机油压力，发动机进气压力，废气涡壳温度，分别还设有预润滑10秒请5秒后起动，延时30秒保护，废气涡轮降温中，机油压力低压保护中，涡轮增压工作正常；
三、涡轮增压器保护器安装完成后，驾驶人员通过打开钥匙接通电源，5秒后起动发动机，其它按发动机操作规程执行，车辆在行驶过程中意外熄火和停车立即熄火时，油底壳内的机油通过无刷电机（1）驱动齿轮泵输送到涡轮增压器内，实现熄火润滑降温。
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