DD257856A1

DD257856A1 - LUBRICATING DEVICE FOR FOREIGN LUBRICATED EXHAUST BOLDER OF A CHARGED DIESEL ENGINE

Info

Publication number: DD257856A1
Application number: DD30025587A
Authority: DD
Inventors: Hansjochen Schwaar
Original assignee: Schwermasch Liebknecht Veb K
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-06-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmiereinrichtung fuer fremdgeschmierten Abgasturbolader eines aufgeladenen Dieselmotors zur drucklosen Oelversorgung vor Anlauf des Motors bei fehlender Hilfsenergie fuer die Vorschmierpumpe (black out) und zur Gewaehrleistung eines verzoegerungsfreien Druckaufbaues durch die vom Dieselmotor angetriebene Schmieroelpumpe nach dem Start. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass das im Schmieroelbehaelter angeordnete Ueberstroemventil einen Oeffnungsdruck groesser oder gleich dem Mindestschmieroeldruck vor Abgasturbolader hat und auf seiner Zulaufseite mit der Schmieroeldruckleitung zum Abgasturbolader verbunden ist, dass der Ablauf aus dem Schmieroelbehaelter ein druckgesteuertes Absperrorgan enthaelt, das bei anstehendem Oeldruck vor Abgasturbolader den Ablauf aus dem Schmieroelbehaelter verschliesst und ihn bei fehlendem Oeldruck oeffnet und dass eine Ruecklaufsperre vorhanden ist, die bei geoeffnetem druckgesteuerten Absperrorgan ein Abfliessen von Oel aus dem Schmieroelbehaelter in das Motor-Schmiersystem verhindert. Durch die Einrichtung ist es moeglich, dass mit dem Motor-Start ein risikofreier Anlauf des Abgasturboladers gewaehrleistet ist. Fig. 1The invention relates to a lubricating device for externally lubricated exhaust gas turbocharger of a turbocharged diesel engine for pressureless oil supply before starting the engine in the absence of auxiliary power for the Vorschmierpumpe (black out) and to ensure a verzoegerungsfreien pressure build-up by the driven by the diesel engine lubricating oil pump after the start. The features of the invention are that arranged in Schmieroelbehaelter Ueberstroemventil has an opening pressure greater than or equal to the minimum lubrication pressure before the exhaust gas turbocharger and is connected on its inlet side with the lubricating oil pressure line to the exhaust gas turbocharger, that the drain from the Schmieroelbehaelter a pressure-controlled shut-off contained, the pending oil pressure in front of the exhaust gas turbocharger closes the outlet from the lubricating oil container and opens it in the absence of oil pressure and that there is a backstop, which prevents oil from flowing out of the lubricating oil container into the engine lubricating system when the pressure-controlled shut-off device is open. Due to the device, it is possible that with the engine start a risk-free start of the exhaust gas turbocharger is guaranteed. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schmiereinrichtung für Abgasturbolader eines aufgeladenen Dieselmotors zur drucklosen Ölversorgung vor dem Anlauf des Dieselmotors bei fehlender Hilfsenergie für die Vorschmierpumpe (black out) und zur Gewährleistung eines verzögerungsfreien Druckaufbaues durch die vom Dieselmotor angetriebene Schmierölpumpe nach den Anlauf des Dieselmotors.The invention relates to a lubricating device for exhaust gas turbocharger of a supercharged diesel engine for unpressurized oil supply before starting the diesel engine in the absence of auxiliary power for the prelubrication (black out) and to ensure a delay-free pressure build-up by the driven by the diesel engine lubricating oil pump after the start of the diesel engine.

Characteristic of the known technical solutions

Im Automatikbetrieb eingesetzte Diesel-Elektroaggregate werden zur Aufrechterhaltung der ständigen Startbereitschaft mit einer zyklischen Vorschmierung betrieben. Hiermit wird im Schmiersystem ein Mindest-Schmierzustand ständig aufrechterhalten. Bei erforderlichem Motorstart wird zur Erreichung eines ausreichenden Schmierzustandes insbesondere des Abgasturboladers zunächst nur die elektrisch angetriebene Vorschmierpumpe eingeschaltet und erst nach einer kurzen Verzögerungszeit der Dieselmotor gestartet. Ein ausreichender Schmierzustand des Abgasturboladers ist jedoch nicht mehr gewährleistet, wenn durch einen Netzzusammenbruch (black out) die elektrisch getriebene Vorschmierpumpe ausfällt und der Motor gestartet werden muß. Dieser Zustand stellt für den Abgasturbolader ein erhebliches Schadensrisiko dar.Diesel electric power units used in automatic mode are operated with a cyclical pre-lubrication system to maintain their constant starting readiness. Hereby, a minimum lubrication state is constantly maintained in the lubrication system. When the engine is required to achieve a sufficient lubrication condition, in particular the exhaust gas turbocharger initially only the electrically driven Vorschmierpumpe is turned on and started only after a short delay time of the diesel engine. However, a sufficient lubrication state of the exhaust gas turbocharger is no longer guaranteed if the electrically driven pre-lubrication pump fails due to a network breakdown (black out) and the engine has to be started. This condition represents a considerable risk of damage to the exhaust gas turbocharger.

Es sind Ausführungen bekannt, bei denen die Vorschmierpumpe durch Antrieb mit anderen Energiequellen (Druckluftantrieb, batteriegespeister Gleichstrommotor) betrieben wird.There are known designs in which the prelubrication pump is operated by driving with other energy sources (compressed air drive, battery-powered DC motor).

Der Nachteil dieser Ausführungen besteht im relativgroßen Aufwand für Antrieb, Energiebereitstellung und Schalteinrichtungen für den verhältnismäßig selten auftretenden black out-Zustand.The disadvantage of these designs is the relatively large expenditure for drive, energy supply and switching devices for the relatively rare black out condition.

Es ist weiterhin bekannt, durch spezielle Einrichtungen ein gespeichertes Ölvolumen durch die Einwirkung einer Hilfsenergie, beispielsweise Druckluft (DD-PS 217 578), einer gespannten Feder (DE-OS 2021 913) oder eines komprimierten Gaspolsters (DE-OS 2810166), unmittelbar vor dem Motorstart in den Schmierölkreislauf einzuleiten. Nachteilig ist bei derartigen Einrichtungen der erforderliche Aufwand an Schalt-, Steuer- und Verblockungseinrichtungen sowie deren Störanfälligkeit.It is also known, by special means a stored oil volume by the action of an auxiliary energy, such as compressed air (DD-PS 217 578), a tensioned spring (DE-OS 2021 913) or a compressed gas cushion (DE-OS 2810166), immediately before initiate the engine start in the lubricating oil circuit. A disadvantage of such devices, the required amount of switching, control and interlocking devices and their susceptibility.

Bekannt ist ferner die Anordnung eines Schmierölbehälters oberhajb des Abgasturboladers, aus dem in der Zeit zwischen denAlso known is the arrangement of a lubricating oil tank oberhajb the exhaust gas turbocharger, from which in the time between the

Vorsch'mierzyklen mit natürlichem Gefälle ständig Öl an die Schmierstellen des Abgasturboladers gelangt. Nachteilig ist jedoch, daß beim Motorstart der erforderliche Druckaufbau vor dem Abgasturbolader erst erfolgen kann, wenn die vollständige Füllung des Behälters erfolgt ist.Pre-lubrication cycles with a natural gradient constantly get oil to the lubrication points of the turbocharger. The disadvantage, however, is that when the engine starts the required pressure build-up before the exhaust gas turbocharger can be made only when the complete filling of the container is done.

Da die Realisierung eines Schmieröl-Mindestdruckes vordem Abgasturbolader Vorbedingung für die Belastbarkeit des Motors ist, wird mit dieser Lösung die bei zahlreichen Automatikanlagen vorgegebene Zeit von Motorstart bis Lastaufnahme überschritten, weshalb diese Technik nicht anwendbar ist.Since the realization of a minimum lubricating oil pressure upstream of the exhaust gas turbocharger precondition for the load capacity of the engine, with this solution, the predetermined time at numerous automatic systems from engine start to load absorption is exceeded, which is why this technique is not applicable.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Stand der Technik derart zu verbessern, daß beim Einsatz von Diesel-Elektroaggregaten im Automatikbetrieb bei Eintritt des black out-Falles mit dem Motorstart ein risikofreier Anlauf des Abgasturboladers gewährleistetest.The aim of the invention is to improve the state of the art such that the use of diesel electric power units in automatic mode at the occurrence of the black out case with the engine start a risk-free start of the turbocharger guaranteed.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das Schmiersystem im Hinblick auf die Versorgung des Abgasturboladers so zu verbessern, daß beim Start des zyklisch vorgeschmierten Motors im black out-Zustand der Abgasturbolader mindestens drucklos mit Schmiermittel versorgt wird und ein durch Auffüllvorgänge nicht verzögerter Aufbau des Mindestdruckes vor dem Abgasturbolader nach dem Anlauf des Dieselmotors gewährleistet ist. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Überströmventil, dessen Öffnungsdruck größer oder gleich dem Mindestschmieröldruck vor dem Abgasturbolader ist, im Schmierölbehälter angeordnet und auf seiner Zulaufseite mit der Schmieröldruckleitung zum Abgasturbolader verbunden ist, daß der Ablauf aus dem Schmierölbehälter ein druckgesteuertes Absperrorgan enthält, das bei anstehendem Öldruck vor dem Abgasturbolader den Ablauf aus dem Schmierölbehälter verschließt und ihn bei fehlendem Öldruck öffnet und daß eine Rücklaufsperre, vorhanden ist, die bei geöffnetem druckgesteuerten Absperrorgan ein Abfließen von Öl aus dem Schmiermittelbehälter in das Motor-Schmierölsystem verhindert.The object of the invention is to improve the lubrication system with respect to the supply of the exhaust gas turbocharger so that at the start of the cyclically prelubricated engine in the black out state, the exhaust gas turbocharger is at least pressureless supplied with lubricant and a Auffüllvorgänge not delayed construction of the minimum pressure before the exhaust gas turbocharger is guaranteed after the start of the diesel engine. The object is achieved in that the spill valve whose opening pressure is greater than or equal to the minimum lubricating oil pressure upstream of the exhaust gas turbocharger, arranged in the lubricating oil tank and connected on its inlet side with the lubricating oil pressure line to the exhaust gas turbocharger, that the drain from the lubricating oil container contains a pressure-controlled shut-off at pending oil pressure in front of the exhaust gas turbocharger closes the drain from the lubricating oil tank and opens it in the absence of oil pressure and that a backstop, is present, which prevents the pressure-controlled shut-off valve open drainage of oil from the lubricant reservoir into the engine lubricating oil system.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß als druckgesteuertes Absperrorgan ein Ventil und als Rücklaufsperre ein Rückschlagventil angeordnet ist.An embodiment of the invention is that a valve as a pressure-controlled shut-off valve and a check valve is arranged as a backstop.

Eine weitere Variante ist dadurch charakterisiert, daß die Rücklaufsperre und das druckgesteuerte Absperrorgan in Form eines Kolbenschiebers vereinigt sind, wobei der Kolbenschieber zur Schmieröldruckleitung hin eine Bohrung mit gleich langem Schlitz und darin geführtem Stift aufweist.Another variant is characterized in that the backstop and the pressure-controlled obturator are combined in the form of a piston valve, wherein the spool to the lubricating oil pressure line has a hole with the same length slot and guided therein pin.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend ah Ausführungsbeispielen näher erläutertThe invention will be explained in more detail below ah exemplary embodiments

Die Zeichnungen zeigen in The drawings show in

Fig. 1: eine Schmiereinrichtung in Schnittdarstellung und ihre Einbindung in den Schmierölkreis des Abgasturboladers Fig. 2: eine Schmiervorrichtung in Schnittdarstellung mit druckloser Schmierölleitung Fig.3: die Schmiereinrichtung nach Fig. 2 bei druckbeaufschlagter Schmierölleitung1: a lubricating device in a sectional view and its integration into the lubricating oil circuit of the exhaust gas turbocharger FIG. 2: a lubricating device in a sectional view with pressureless lubricating oil line FIG. 3: the lubricating device according to FIG. 2 with pressurized lubricating oil line

Die Schmiereinrichtung nach Fig. 1 weist einen Schmierölbehälter 1 auf, unter dem ein Anschlußstück 2 befestigt ist, welches mit der unteren Fläche unmittelbar auf dem schematisch dargestellten Abgasturbolader 14 aufgesetzt werden kann. Der Hohlraum im Anschlußstück 2 bildet einen Teil der Schmieröldruckleitung 3, die einen Anschluß 19 zum Schmierölbehälter 1 wie auch einen Austritt 4 zum Abgasturbolader 14 aufweist. Der Anschluß 19 zum Schmierölbehälter 1 ist mit dem Zulaufeines in diesem angeordneten Überströmventils 10 verbunden, dessen Öffnungdruck größer oder gleich dem Mindestschmieröldruck vor Abgasturbolader 14 ist. Der Schmierölbehälter 1 besitzt einen Ablauf 15, der durch ein druckgasgesteuertes Ventil 5 verschlossen werden kann. Das Ventil 5 ist bei druckloser Schmieröldruckleitung 3 geöffnet und bei Druckbeaufschlagung geschlossen. In der Schmieröldruckleitung 3 befindet sich ferner eine hier als Rückschlagventil 16 ausgebildete Rücklaufsperre, die einen Abfluß von Schmieröl aus dem Schmierölbehälter 1 in das nicht dargestellte Motor-Schmierölsystem verhindert. Die Wirkung der Schmiereinrichtung ist wie folgt:The lubricating device according to FIG. 1 has a lubricating oil container 1, under which a connecting piece 2 is fastened, which can be placed with the lower surface directly on the exhaust gas turbocharger 14 shown schematically. The cavity in the connecting piece 2 forms part of the lubricating oil pressure line 3, which has a connection 19 to the lubricating oil container 1 as well as an outlet 4 to the exhaust gas turbocharger 14. The connection 19 to the lubricating oil container 1 is connected to the inlet of an overflow valve 10 arranged therein whose opening pressure is greater than or equal to the minimum lubricating oil pressure upstream of the exhaust gas turbocharger 14. The lubricating oil container 1 has an outlet 15, which can be closed by a pressure-gas-controlled valve 5. The valve 5 is opened at zero pressure lubricating oil pressure line 3 and closed when pressurized. In the lubricating oil pressure line 3 is also a here designed as a check valve 16 backstop, which prevents leakage of lubricating oil from the lubricating oil tank 1 in the engine lubricating oil system, not shown. The effect of the lubricator is as follows:

In der Vorschmierpause zwischen den zyklischen Vorschmierungen ist die Schmieröldruckleitung 3 drucklos und dementsprechend das Ventil 5 geöffnet. Damit fließt aus dem Schmierölbehälter 1 drucklos Öl zum Abgasturbolader 14 und gewährleistet dessen ständige Startbereitschaft. Die Belüftung des Schmierölbehälters 1 erfolgt dabei über eine Drossel 11 und eine an die drucklose Schmierölrücklaufleitung 18 des Abgasturboladers 14 angeschlossene Entlüftungsleitung 12. Ein Abfluß von Schmieröl aus dem Schmierölbehälter 1 in das Motor-Schmierölsystem wird durch das Rückschlagventil 16 verhindert. Das Volumen des Schmierölbehälters 1 ist so bemessen, daß die Schmierung des Abgasturboladers 14 während der gesamten Vorschmierpause gesichert ist.In the Vorschmierpause between the cyclic prelubricating the lubricating oil pressure line 3 is depressurized and accordingly the valve 5 is opened. This flows from the lubricating oil tank 1 pressure oil to the exhaust gas turbocharger 14 and ensures its constant start readiness. The ventilation of the lubricating oil container 1 is carried out via a throttle 11 and connected to the non-pressurized lubricating oil return line 18 of the exhaust gas turbocharger 14 vent line 12. A drainage of lubricating oil from the lubricating oil tank 1 in the engine lubricating oil system is prevented by the check valve 16. The volume of the lubricating oil container 1 is dimensioned so that the lubrication of the exhaust gas turbocharger 14 is secured during the entire Vorschmierpause.

Bei intervallmäßiger Vorschmierung erfolgt der Druckaufbau in der Schmieröldruckieitung 3, wodurch das Ventil 5 geschlossen und dem Abgasturbolader 14 Schmieröl über die Schmieröldruckleitung 3 zugeführt wird. Nach Erreichen des Mindestschmieröldruckes vor Abgasturbolader 14 öffnet das Überströmventil 10, wodurch der Weg von der Schmieröldruckleitung 3 zum Schmierölbehälter 1 freigegeben und dieser unter Beibehaltung des Mindestschmieröldruckes vor Abgasturbolader 14 gefüllt wird. Beim Motorstart wird der Abgasturbolader 14 aus dem Schmierölbehälter 1 so lange drucklos mit Schmieröl versorgt, bis der Druckaufbau durch die vom Motor angetriebene Schmierölpumpe erfolgt. Danach laufen die gleichen Vorgänge wie bei intervallmäßiger Vorschmierung ab, so daß der Schmierölbehälter 1 beim Abstellen des Motors wieder vollständig gefüllt ist.Intermittent pre-lubrication of the pressure build-up in the Schmieröldruckieitung 3, whereby the valve 5 is closed and the exhaust gas turbocharger 14 lubricating oil via the lubricating oil pressure line 3 is supplied. After reaching the minimum lubricating oil pressure in front of exhaust gas turbocharger 14 opens the spill valve 10, whereby the path of the lubricating oil pressure line 3 is released to the lubricating oil tank 1 and this is filled while maintaining the minimum lubricating oil pressure in front of exhaust gas turbocharger 14. When starting the engine, the exhaust gas turbocharger 14 is supplied from the lubricating oil tank 1 without pressure with lubricating oil until the pressure build-up is carried out by the lubricating oil pump driven by the engine. Thereafter, the same processes as at intermittent prelubrication run off, so that the lubricating oil tank 1 is completely filled when stopping the engine.

Fig. 2 und 3 zeigen eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung, indem durch Verwendung eines Kolbenschiebers 17 das druckgesteuerte Absperrorgan und die Rücklaufsperre zu einer Baueinheit vereinigt sind. Die Funktion des Kolbenschiebers 17 ist folgende:Figs. 2 and 3 show a further advantageous embodiment of the invention by 17, the pressure-controlled shut-off and the backstop are combined to form a unit by using a piston valve. The function of the piston valve 17 is the following:

Bei druckloser Schmieröldruckleitung 3 wird der Kolbenschieber 17 durch die Druckfeder 8 in seine linke, durch den in einen Schlitz 13 des Kolbenschiebers 17 greifenden Stift 9 begrenzte Endstellung gedrückt (Fig. 2). In dieser Stellung wird durch eine umlaufende Nut 7 in Verbindung zwischen dem Ablauf 15 des Schmierölbehälters 1 und dem Austritt4zum Abgasturbolader 14 hergestellt, so daß der Abgasturbolader 14 drucklos mit Schmieröl aus dem Schmierölbehälter 1 versorgt wird. Gleichzeitig sperrt der Kolbenschieber 17 in dieser Stellung die Verbindung zur Schmieröldruckleitung 3, so daß ein Abfluß von Schmieröl aus dem Schmierölbehälter 1 in das Motor-Schmierölsystem verhindert wird.In non-pressurized lubricating oil pressure line 3, the spool 17 is pressed by the compression spring 8 in its left, limited by the in a slot 13 of the spool 17 pin 9 limited end position (Fig. 2). In this position is produced by a circumferential groove 7 in connection between the outlet 15 of the lubricating oil container 1 and the outlet 4 to the exhaust gas turbocharger 14, so that the exhaust gas turbocharger 14 is supplied pressureless with lubricating oil from the lubricating oil container 1. At the same time the spool valve 17 locks in this position the connection to the lubricating oil pressure line 3, so that a drainage of lubricating oil from the lubricating oil container 1 is prevented in the engine lubricating oil system.

Bei anliegendem Druck in der Schmieröldruckleitung 3 wird der Kolbenschieber 17 durch Wirkung des Öldruckes gegen die Kraft der Druckfeder 8 in seine rechte, durch Anschlag begrenzte Endstellung gedrückt (Fig. 3). In dieser Stellung verschließt der Kolbenschieber 17 den Ablauf 15 des Schmierölbehälters 1. Gleichzeitig wird über die Bohrung 6 und den Schlitz 13 die Verbindung zwischen Schmieröldruckleitung 3 und Austritt 4 zum Abgasturbolader 14 hergestellt, so daß der Abgasturbolader 14 aus der Schmieröldruckleitung 3 mit Schmieröl versorgt wird.With applied pressure in the lubricating oil pressure line 3, the spool 17 is pressed by the action of the oil pressure against the force of the compression spring 8 in its right, limited by stop end position (Fig. 3). In this position, the spool 17 closes the outlet 15 of the lubricating oil container 1. At the same time via the bore 6 and the slot 13, the connection between the lubricating oil pressure line 3 and outlet 4 is made to the exhaust gas turbocharger 14, so that the exhaust gas turbocharger 14 is supplied from the lubricating oil pressure line 3 with lubricating oil ,

Das Auffüllen des Schmierölbehälters 1 über das Überströmventil 10 erfolgt analog den im ersten Anwendungsbeispiel gemachten Ausführungen.The filling of the lubricating oil container 1 via the overflow 10 is carried out analogously to the statements made in the first application example.

Claims

Claim:

1. lubrication device for externally lubricated exhaust gas turbocharger of a supercharged diesel engine with cyclic pre-lubrication for unpressurized oil supply before starting the diesel engine in the absence of auxiliary power for the pre-lubricating pump (black out) and to ensure a delay-free pressure build-up by the diesel engine driven lubricating oil pump after the start of the diesel engine, using an above the exhaust gas turbocharger located lubricating oil container with non-pressurized drain and a spill valve and a controlled by the lubricating oil pressure shut-off, characterized in that the spill valve (10) whose opening pressure is greater than or equal to the Mindestschmieröldruckbefore the exhaust gas turbocharger (14), in the lubricating oil container (1) and arranged on his Supply side with the lubricating oil pressure line (3) to the exhaust gas turbocharger (14) is connected, that the outlet (15) from the lubricating oil container (1) contains a pressure-controlled shut-off, the at Pending oil pressure in front of the exhaust gas turbocharger (14) closes the outlet (15) from the lubricating oil tank (1) and opens it in the absence of oil pressure and that a backstop is present, the outflow of oil from the lubricating oil tank (1) in the open at pressure controlled shut-off Engine lubricating oil system prevents.

2. Lubrication device according to claim 1, characterized in that a valve (5) is arranged as a pressure-controlled shut-off valve and as a backstop a check valve (16).

3. lubrication device according to claim 1, characterized in that the backstop and the pressure-controlled shut-off in the form of a piston slide (17) are combined, the piston slide (17) to the lubricating oil pressure line (3) out a bore (6) with the same slot (13) and guided therein pin (9).