CN115234364A - 一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，包括固设于涡轮增压器和柴油机之间且内部填充有润滑油液的补油箱和固设于涡轮增压器外部的循环水箱，所述补油箱开设有出油口，所述补油箱的出油口和涡轮增压器的进油孔连通，所述补油箱的内部设置有能够驱使润滑油液通过出油口进入涡轮增压器的活塞结构。本发明公开的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，在不降低柴油机和涡轮增压器系统性能及可靠性的前提下，能够仅依靠涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，单独解决涡轮增压器润滑油补偿及隔热、防爆的功能。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮增压器技术领域，尤其涉及一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置。
背景技术
柴油机的涡轮增压器作为柴油机重要核心部件，其工作转速及轴承负荷也越来越大，当涡轮增压器因特殊原因(如失去动力、滑油泵失效等)突然失去润滑油供给时，涡轮增压器轴承会因缺少润滑油而在极短时间内烧损，造成涡轮增压器的严重故障。同时，由于涡轮增压器长期高负荷运行或冷机启动带来的润滑油温度过高或过低，也会对涡轮增压器轴承可靠运用带来潜在风险。另外，由于船机安全要求的逐渐提高，船用柴油机涡轮增压器在隔热、防爆、降噪方面的要求也日益严苛，急待改善。
传统的解决涡轮增压器紧急状态润滑油供给的方案是，在涡轮增压器的上方增设润滑油箱，在突然失去润滑油供给时，润滑油箱里的存油依靠重力进入涡轮增压器供油油路，但此种作法存在弊端，油箱里的存油量越少，则供油油压就越小。
因此，在当前背景下，涡轮增压器(尤其是船用径流式涡轮增压器)亟需一种润滑油补偿及隔热防爆集成装置，能够实现涡轮增压器紧急状态下的润滑油供给功能，同时还能兼顾涡轮增压器隔热、防爆功能。
发明内容
本发明公开了一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，在不降低柴油机和涡轮增压器系统性能及可靠性的前提下，能够仅依靠涡轮增压器润滑油补偿装置及隔热防爆集成装置，单独解决涡轮增压器润滑油补偿及隔热、防爆的功能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，包括固设于涡轮增压器和柴油机之间且内部填充有润滑油液的补油箱和固设于涡轮增压器外部的循环水箱，所述补油箱开设有出油口，所述补油箱的出油口和涡轮增压器的进油孔连通，所述补油箱的内部设置有能够驱使润滑油液通过出油口进入涡轮增压器的活塞结构。
进一步地，所述活塞结构包括两个相对设置的活塞滑块，两个活塞滑块之间围成用于存放润滑油液的油腔，所述补油箱侧壁开设有能够和循环水箱连通的通口，所述活塞滑块密封所述通口处，所述补水箱内部还固设有用于限制活塞滑块移动距离的限位组件；
当循环水箱内水压大于油腔内油压时，两个活塞滑块同时相向运动；
当循环水箱内水压小于油腔内油压时，两个活塞滑块同时背向运动。
进一步地，所述限位组件包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块固设于通口处，所述第二限位块为两个，两个第二限位块在油腔的内部间隔设置，所述出油口设置于该间隔处。
进一步地，所述补油箱开设有进油口，所述补油箱的进油口和柴油机连通，润滑油液能够在柴油机、补油箱、涡轮增压器三者之间定向循环。
进一步地，所述进油口处设置有单向止逆阀。
进一步地，所述循环水箱开设有入口和出口，所述入口和柴油机的回水口连通，循环水箱的出口和涡轮增压器入口连通。
进一步地，所述循环水箱开设有两个入口和两个出口，两个所述入口相对设置，两个所述出口相对设置，且入口和出口位于循环水箱的同侧，所述入口和出口处分别设置有堵头。
进一步地，所述补油箱和涡轮增压器的连通处固设有密封圈。
进一步地，所述涡轮增压器、补油箱、柴油机从上至下依次固定连接在一起。
本发明公开的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置的有益效果：
1、本申请通过将补油箱设置于涡轮增压器和柴油机之间，使得补油箱、柴油机、涡轮增压器构成整体，无需额外在涡轮增压器的上方设置润滑油的油箱，节省了柴油机空间和整体尺寸，降低了增压器整体重量，安装拆卸更加方便，提升了增压器的保障性和可维修性；当突然失去润滑油供给时，补油箱内部的活塞结构会驱使润滑油液进入增压器实现对增压器润滑油液的补给，减少油箱内部油量对油供给的影响，增强紧急状态下润滑油的持续供给能力；
2、补油箱的设置避免了涡轮增压器和柴油机的直接硬接触连接固定，可轻微缓解涡轮增压器因柴油机自身振动而导致的振动加剧；
3、循环水箱内液体的温度相对恒定，当涡轮增压器温度过高或过低时，循环水箱中的恒温液体能够对涡轮增压器进行一定程度的温度调节，使得进入涡轮增压器的润滑油油温不易过高或过低，有利于提高涡轮增压器轴承寿命和可靠性；
4、在循环水箱和补油箱的作用下，将涡轮增压器的周向包围，当涡轮增压器发生意外有异物飞出时，将会首先冲击四周的循环水箱，至少要击破循环水箱的壁厚及空腔后才会飞到装置整体外部，同时循环水箱内部和补油箱内部的液体也可以较大程度的减弱涡轮增压器传出的高分贝噪声，同时也起到隔绝增压器高温壳体向外直接热辐射的作用，可以起到对涡轮增压器的隔热、防爆、降噪以及包容的综合功能；
5、本发明装置尤其适用于需满足船用隔热防爆标准的径流式增压器，无需外界提供帮助，方便实施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的油压大于水压时柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置的结构示意图；
图2为本发明公开的油压小于水压时柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置的结构示意图。
图中：1、涡轮增压器；2、柴油机；3、补油箱；31、补偿滑油腔；32、出油口；33、进油口；34、通口；4、循环水箱；41、冷却水腔；42、入口；43、出口；5、回油管路；6、密封圈；7、单向止逆阀；8、活塞结构；81、活塞滑块；811、油腔；82、限位组件；821、第一限位块；822、第二限位块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1-2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，包括固设于涡轮增压器1和柴油机2之间的补油箱3和位于涡轮增压器1外部的循环水箱4。
参照图1，循环水箱4设置于涡轮增压器1和补油箱3的非接触侧，在循环水箱4和补油箱3的作用下实现对涡轮增压器1外周面的有效遮挡。当涡轮增压器1发生意外有异物飞出时，将会首先冲击四周的循环水箱4，至少要击破循环水箱4的两层壁厚以后才飞出集成装置以外。
参照图1，循环水箱4内部开设有冷却水腔41，位于涡轮增压器1相对的两侧的循环水箱4通过涡轮增压器1轴承壳体的水腔连通而实现互通。循环水箱4的侧壁开设有入口42和出口43，入口42和出口43在循环水箱4的同侧上下间隔设置，入口42位于出口43的下方。柴油机2的外接冷却水通过管路和循环水箱4的入口42连通并进入循环水箱4内部，当冷却水填充冷却水腔41后通过出口43及管路和涡轮增压器1的进水口相连通进入涡轮增压器1的内部水腔，参与涡轮增压器1的冷却循环，并通过涡轮增压器1的回水口直接回到柴油机2的回水通道，最终实现冷却水的进出循环，从而能够保证环水箱内液体的温度相对恒定。
参照图1，以同侧的入口42和出口43为一组，循环水箱4侧壁开设有两组出入口42，两组出入口42相对设置，便于是实际安装时，根据柴油机2进出水的位置使用对应位置处的入口42和柴油机2连通，未使用的一组入口42和出口43采用堵头进行封堵。
参照图1，补油箱3位于涡轮增压器1的底部，补油箱3侧面和循环水箱4内侧面边缘处接触，循环水箱4能够实现对补油箱3的降温，当涡轮增压器1温度过高或过低时，循环水箱4中的恒温液体能够对涡轮增压器1和补油箱3进行一定程度的温度调节，使得进入涡轮增压器1的润滑油油温不易过高或过低，有利于提高涡轮增压器1轴承寿命和可靠性。涡轮增压器1、补油箱3、柴油机2从上至下依次通过长螺杆或螺栓固定连接在一起，使得涡轮增压器1和柴油机2分别从上下两侧压紧补油箱3，提高三者的稳定性，由于补油箱3的设置避免了涡轮增压器1和柴油机2的直接硬接触，可轻微缓解涡轮增压器1因柴油机2自身振动而导致的振动加剧。
结合图1和图2，补油箱3内部开设有补偿滑油腔31，补油箱3的上侧面开设有出油口32、下侧面开设有进油口33，柴油机2通过进油口33和补油箱3连通，柴油机2的润滑油通过进油口33进入补油箱3内部，再通过出油口32与涡轮增压器1对接，润滑油进入涡轮增压器1内部的进油通道内。涡轮增压器1和柴油机2之间设置有回油管路5，回油管路5贯穿补油箱3，回油时，首先润滑油由增压器回油腔811依靠重力通过回油管路5回到柴油机2内部完成润滑油的进出循环。补油箱3和涡轮增压器1的连通处、补油箱3和柴油机2的连通处以及补油箱3和回油管路5的连通处分别固设有密封圈6。
结合图1和图2，补油箱3在进油口33处安装有单向止逆阀7，当柴油机2向补油箱3及涡轮增压器1供油时，润滑油通过单向止逆阀7向补油箱3定向供油，当柴油机2因故停供润滑油时，单向止逆阀7发挥作用，防止涡轮增压器1和补油箱3内的润滑油通过进油口33回流至柴油机2进油管路中。
结合图1和图2，补油箱3的内部设置有能够在失去润滑油供给时驱使补油箱3内部润滑油主动通过出油口32进入涡轮增压器1的活塞结构8。补油箱3于其和循环水箱4的接触端开设有两个通口34，两个通口34相对设置，使得补油箱3和其两侧的循环水箱4通过通口34相互连通，使得活塞结构8靠补偿滑油腔31和冷却水腔41内的压力差实现联动。
结合图1和图2，活塞结构8包括两个相对且滑动设置于补油箱3内部的活塞滑块81和用于限制活塞滑块81移动距离的限位组件82。两个活塞滑块81分别密封对应的通口34处，活塞滑块81能够在油、水压力差的作用下进行左右滑动。
结合图1和图2，两个活塞滑块81和补油箱3内壁之间围成密闭的用于存放润滑油液的油腔811，润滑油填充至该油腔811处，当涡轮增压器1因特殊原因(如失去动力、滑油泵失效等)突然失去润滑油供给压力时，柴油机2的冷却水依然在电力或者重力作用下保有一定正压力，而补油箱3内的润滑油却在涡轮增压器1高速旋转时的轴承吸力下形成负压力，循环水箱4内水压大于油腔811内油压，此时活塞滑块81两侧即将形成压力差，驱动两个活塞滑块81分别从补油箱3的两侧向内相向运动，使得油腔811内的润滑油被压缩进涡轮增压器1进油通道，对涡轮增压器1的轴承进行补偿润滑。当涡轮增压器1恢复正常供油压力时，循环水箱4内水压小于油腔811内油压，因油压大于水压，两个活塞滑块81同时向外背向运动，油腔811得以补充润滑油。
结合图1和图2，限位组件82包括两个第一限位块821和两个第二限位块822，其中第一限位块821固设于冷却水腔41和补偿滑油腔31的连通处，两个第一限位块821分别位于两个活塞滑块81靠近冷却水腔41的一侧。两个第二限位块822分别固设于油腔811的内部，且两个第二限位块822间隔设置，补油箱3和涡轮增压器1的连通处、补油箱3和柴油机2的连通处以及补油箱3和回油管路5的连通处均位于两个第二限位块822围成的间隔内部，位于补油箱3和涡轮增压器1连通处同侧的第一限位块821和第二限位块822围成的区域为活塞滑块81的活动区域，第一限位块821的设置能够避免补偿滑油腔31和冷却水腔41连通，第二限位块822的设置能够避免冷却水腔41和出油口32连通。
结合图1和图2，位于活塞滑块81同侧的第一限位块821为多个，多个第一限位块821沿补油箱3的周向方向等间隔设置；位于活塞滑块81同侧的第二限位块822为多个，多个第二限位块822沿补油箱3的周向方向等间隔设置，提高对活塞滑块81阻挡的稳定性。
本申请的实施原理为：先通过柴油机2的外接冷却水和循环水箱4的入口42连通并进入循环水箱4内部，然后进入涡轮增压器1的内部水腔，参与涡轮增压器1的冷却循环，并通过涡轮增压器1的回水口直接回到柴油机2的回水通道，实现冷却水的进出循环，此时，由于柴油机2和涡轮增压器1均处于非工作状态，循环水箱4内水压大于油腔811内油压，此时活塞滑块81两侧即将形成压力差，驱动两个活塞滑块81分别从补油箱3的两侧向内相向运动；然后启动柴油机2，柴油机2向补油箱3内部供润滑油，随着润滑油的加入，油压大于水压，活塞滑块81回复至和第一限位块821接触的状态，此时油腔811的储油量最大，增压器正常工作时，柴油机2的润滑油通过进油口33进入补油箱3内部，再通过出油口32进入涡轮增压器1内部的进油通道内，润滑油由增压器回油腔811依靠重力通过回油管路5回到柴油机2内部完成润滑油的进出循环。
当涡轮增压器1因特殊原因(如失去动力、滑油泵失效等)突然失去润滑油供给压力时，柴油机2的冷却水依然在电力或者重力作用下保有一定正压力，而补油箱3内的润滑油却在涡轮增压器1高速旋转时的轴承吸力下形成负压力，循环水箱4内水压大于油腔811内油压，此时活塞滑块81两侧即将形成压力差，驱动两个活塞滑块81分别从补油箱3的两侧向内相向运动，使得油腔811内的润滑油被压缩进涡轮增压器1进油通道，对涡轮增压器1的轴承进行补偿润滑。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，包括固设于涡轮增压器(1)和柴油机(2)之间且内部填充有润滑油液的补油箱(3)和固设于涡轮增压器(1)外部的循环水箱(4)，所述补油箱(3)开设有出油口(32)，所述补油箱(3)的出油口(32)和涡轮增压器(1)的进油孔连通，所述补油箱(3)的内部设置有能够驱使润滑油液通过出油口(32)进入涡轮增压器(1)的活塞结构(8)。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述活塞结构(8)包括两个相对设置的活塞滑块(81)，两个活塞滑块(81)之间围成用于存放润滑油液的油腔(811)，所述补油箱(3)侧壁开设有能够和循环水箱(4)连通的通口(34)，所述活塞滑块(81)密封所述通口(34)处，所述补油箱(3)内部还固设有用于限制活塞滑块(81)移动距离的限位组件(82)；
当循环水箱(4)内水压大于油腔(811)内油压时，两个活塞滑块(81)同时相向运动；
当循环水箱(4)内水压小于油腔(811)内油压时，两个活塞滑块(81)同时背向运动。
3.根据权利要求2所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述限位组件(82)包括第一限位块(821)和第二限位块(822)，所述第一限位块(821)固设于通口(34)处，所述第二限位块(822)为两个，两个第二限位块(822)在补油箱(3)的内部间隔设置，所述出油口(32)设置于该间隔处。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述补油箱(3)开设有进油口(33)，所述补油箱(3)的进油口(33)和柴油机(2)连通，油液能够在柴油机(2)、补油箱(3)、涡轮增压器(1)三者之间定向循环。
5.根据权利要求4所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述进油口(33)处设置有单向止逆阀(7)。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述循环水箱(4)开设有入口(42)和出口(43)，所述入口(42)和柴油机(2)的回水口连通，循环水箱(4)的出口(43)和涡轮增压器(1)入口(42)连通。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述循环水箱(4)开设有两个入口(42)和两个出口(43)，两个所述入口(42)相对设置，两个所述出口(43)相对设置，且入口(42)和出口(43)位于循环水箱(4)的同侧，所述入口(42)和出口(43)处分别设置有堵头。
8.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述补油箱(3)和涡轮增压器(1)的连通处固设有密封圈(6)。
9.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器润滑油补偿及隔热防爆集成装置，其特征在于，所述涡轮增压器(1)、补油箱(3)、柴油机(2)从上至下依次固定连接在一起。
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