RU93462U1

RU93462U1 - LUBRICATION SYSTEM OF THE TURBOCHARGER OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU93462U1
Application number: RU2009146742/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Денисов; Артур Рафикович Асоян; Андрей Сергеевич Синягин
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-04-27

Abstract

1. Система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания автомобиля, включающая масляную магистраль, выполненную в виде замкнутого контура и содержащую масляный насос и масляный фильтр, отличающаяся тем, что система выполнена автономной, масляная магистраль содержит масляный радиатор, электродвигатель, бак для заполнения маслом, при этом масляный фильтр расположен между масляным радиатором и баком, масляный насос размещен в баке и снабжен перепускным клапаном, а электродвигатель подключен к масляному насосу и общей системе электропитания автомобиля через замок зажигания. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что бак снабжен датчиком температуры масла, расположенным в его корпусе, а масляная магистраль - датчиком давления масла, расположенным перед масляным фильтром, при этом оба датчика подключены к блоку управления общей системы электропитания автомобиля. ! 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что бак снабжен крышкой, а масляный насос и электродвигатель выполнены с возможностью их крепления к крышке. ! 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что бак содержит заливную и сливную пробки, расположенные в его стенке. 1. The lubrication system of a turbocharger of an internal combustion engine of a car, including an oil line made in the form of a closed circuit and containing an oil pump and an oil filter, characterized in that the system is autonomous, the oil line contains an oil cooler, an electric motor, a tank for filling with oil, an oil filter is located between the oil cooler and the tank, the oil pump is located in the tank and is equipped with an overflow valve, and the electric motor is connected to the oil pump and the common system ektropitaniya car through the ignition switch. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the tank is equipped with an oil temperature sensor located in its housing, and the oil line is equipped with an oil pressure sensor located in front of the oil filter, while both sensors are connected to the control unit of the vehicle’s general power supply system. ! 3. The system according to claim 1, characterized in that the tank is equipped with a lid, and the oil pump and electric motor are made with the possibility of their attachment to the lid. ! 4. The system according to claim 1, characterized in that the tank contains filler and drain plugs located in its wall.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системам смазки машин и двигателей под давлением, и может быть использована для смазки турбокомпрессора, устанавливаемого на дизельных двигателях внутреннего сгорания (ДВС).The utility model relates to engine building, in particular to the lubrication systems of machines and engines under pressure, and can be used to lubricate a turbocharger installed on diesel internal combustion engines (ICE).

Особенность работы турбокомпрессора, устанавливаемого на автомобильных дизельных ДВС, например, применяемых на автомобилях КАМАЗ, заключается в том, что приводом компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры ДВС, служит турбина, вращаемая выхлопными газами самого двигателя и имеющая общий вал и подшипник с компрессором. Однако поскольку температура выхлопных газов, воздействующих на турбину, составляет порядка 700°С, то подшипник турбокомпрессора работает в крайне неблагоприятных условиях, нуждаясь в постоянной смазке и охлаждении, для чего он связан с главной масляной магистралью двигателя, в которой масло находится под постоянным давлением, создаваемым масляным насосом ДВС при его работе. При этом, т.к. ротор турбокомпрессора развивает частоту вращения до 100000 об/мин. и не имеет жесткой кинематической связи с масляным насосом, сразу после остановки двигателя турбокомпрессор продолжает вращаться и имеет до своей остановки длительный выбег при температуре подшипника, значительно превышающей температуру коксования масла, не смазываясь, и не охлаждаясь, что вызывает ускоренный износ подшипника вплоть до разрушения.A feature of the operation of a turbocompressor installed on automotive diesel ICEs, for example, used on KAMAZ automobiles, is that a turbine rotated by the exhaust gases of the engine itself and having a common shaft and bearing with a compressor serves as the drive of the compressor forcing air into the cylinders of the ICE. However, since the temperature of the exhaust gases acting on the turbine is about 700 ° C, the turbocharger bearing operates in extremely unfavorable conditions, requiring constant lubrication and cooling, for which it is connected to the main oil line of the engine, in which the oil is under constant pressure, created by the internal combustion engine oil pump during its operation. Moreover, since the turbocharger rotor develops a speed of up to 100,000 rpm. and does not have a rigid kinematic connection with the oil pump, immediately after the engine stops, the turbocharger continues to rotate and has a long run-out at its bearing temperature, significantly higher than the coking temperature of the oil, without lubrication and without cooling, which causes accelerated bearing wear up to failure.

Известна система смазки двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором (Авт. св. СССР №1312197, МПК: F01M 5/00, 1/06, 1985), включающая гидроаккумулятор масла, вход которого соединен через обратный клапан с главной маслораспределительной магистралью ДВС, а выход - через жиклер с подшипником турбокомпрессора (напорной магистралью) и масляный насос, создающий давление масла в маслораспределительной магистрали при работе ДВС. При этом главная маслораспределительная магистраль сообщена с масляным поддоном, куда сливается излишек масла. Во время заполнения гидроаккумулятора находящийся в нем воздух сжимается, из-за чего после остановки масляного насоса (двигателя), масло в гидроаккумуляторе продолжает находиться под давлением некоторое время и в процессе выбега ротора турбокомпрессора (выход из гидроаккумулятора) поступает к подшипнику через напорную магистраль, при этом после остановки масляного насоса гидроаккумулятор отключается от главной маслораспределительной магистрали обратным клапаном.A known lubrication system of an internal combustion engine with a turbocharger (Aut. St. USSR No. 1312197, IPC: F01M 5/00, 1/06, 1985), including a hydraulic accumulator of oil, the inlet of which is connected via a non-return valve to the main oil distribution manifold of the internal combustion engine, and the output is through a jet with a turbocharger bearing (pressure line) and an oil pump that creates oil pressure in the oil distribution line when the engine is running. At the same time, the main oil distribution line is connected to the oil pan, where excess oil is drained. During filling of the hydraulic accumulator, the air inside it is compressed, which is why after stopping the oil pump (engine), the oil in the hydraulic accumulator continues to be under pressure for some time and during the run-out of the turbocharger rotor (exit from the hydraulic accumulator) enters the bearing through the pressure line, after stopping the oil pump, the accumulator is disconnected from the main oil distribution line by a check valve.

Однако данная система смазки ДВС турбокомпрессора обладает ограниченными возможностями по адаптации к изменяющимся условиям ее эксплуатации (изменения температуры, давления, вязкости масла, его утечек и т.д.), что снижает надежность работы не только турбокомпрессора, но и двигателя внутреннего сгорания в целом.However, this lubrication system of the internal combustion engine of a turbocharger has limited capabilities for adapting to the changing conditions of its operation (changes in temperature, pressure, viscosity of oil, its leaks, etc.), which reduces the reliability of not only the turbocharger, but also the internal combustion engine as a whole.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство системы смазки турбокомпрессора (Патент Франции №2646225, МПК: F16N 7/14; F02C 7/06; F01M 1/02, 9/00; 1989). Известное устройство содержит гидроаккумулятор масла, в который отдельным масляным насосом закачивается некоторый запас масла, подаваемый к турбокомпрессору в нужный момент времени. Устройство также содержит систему маслопроводов, включающих различные клапаны (предохранительные, перепускные и т.д.), обеспечивающие нормальную работу устройства.The closest in technical essence to the claimed utility model is the device of a turbocharger lubrication system (French Patent No. 2646225, IPC: F16N 7/14; F02C 7/06; F01M 1/02, 9/00; 1989). The known device comprises a hydraulic oil accumulator, into which a certain oil supply is pumped by a separate oil pump, which is supplied to the turbocharger at the right time. The device also contains a system of oil pipelines, including various valves (safety, bypass, etc.), ensuring the normal operation of the device.

Недостатками данного устройства также являются ограниченные возможности по адаптации к изменяющимся условиям его эксплуатации, применение единой системы смазки с двигателем и невозможность обеспечивать смазку трущихся поверхностей турбокомпрессора в предпусковой и пусковой момент запуска двигателя, что приводит к граничным условиям смазки трущихся поверхностей турбины и их быстрому износу.The disadvantages of this device are also the limited ability to adapt to changing operating conditions, the use of a single lubrication system with the engine and the inability to lubricate the friction surfaces of the turbocharger at the starting and starting times of engine start, which leads to the boundary conditions of lubrication of the friction surfaces of the turbine and their rapid wear.

Задачей данной полезной модели является повышение надежности работы турбокомпрессора.The objective of this utility model is to increase the reliability of a turbocharger.

Техническим результатом является обеспечение смазки трущихся поверхностей деталей турбокомпрессора перед запуском двигателя и при его полной остановке.The technical result is the provision of lubrication of the rubbing surfaces of the parts of a turbocharger before starting the engine and when it is completely stopped.

Поставленная задача решается тем, что система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания автомобиля, включающая масляную магистраль, выполненную в виде замкнутого контура, и содержащую масляный насос и масляный фильтр, согласно предлагаемому решению выполнена автономной, масляная магистраль содержит масляный радиатор, электродвигатель, бак для заполнения маслом. При этом масляный фильтр расположен между масляным радиатором и баком, масляный насос размещен в баке и снабжен перепускным клапаном, а электродвигатель подключен к масляному насосу и общей системе электропитания автомобиля через замок зажигания.The problem is solved in that the lubrication system of the turbocharger of the internal combustion engine of the car, including the oil line, made in the form of a closed loop, and containing the oil pump and oil filter, according to the proposed solution is autonomous, the oil line contains an oil radiator, an electric motor, a tank for filling oil . In this case, the oil filter is located between the oil cooler and the tank, the oil pump is located in the tank and equipped with an overflow valve, and the electric motor is connected to the oil pump and the vehicle’s general power supply system through the ignition switch.

Бак снабжен датчиком температуры масла, расположенным в его корпусе, а масляная магистраль - датчиком давления масла, расположенным перед масляным фильтром, при этом оба датчика подключены к блоку управления общей системы электропитания автомобиля. Кроме того, бак снабжен крышкой и содержит заливную и сливную пробки, расположенные в его стенке. Масляный насос и электродвигатель выполнены с возможностью их крепления к крышке бака.The tank is equipped with an oil temperature sensor located in its housing, and the oil line is equipped with an oil pressure sensor located in front of the oil filter, while both sensors are connected to the control unit of the vehicle’s general power supply system. In addition, the tank is equipped with a lid and contains filler and drain plugs located in its wall. The oil pump and electric motor are configured to be attached to the tank cap.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена заявляемая система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания.The utility model is illustrated by the drawing, which shows the inventive lubrication system of a turbocharger of an internal combustion engine.

Позициями на чертеже обозначены: 1 - турбокомпрессор, 2 - трубопроводы, 3 - масляный радиатор, 4 - бак, 5 - масляный насос, 6 - перепускной клапан, 7 - масляный фильтр, 8 - крышка, 9 - электродвигатель, 10, 11 - заливная и сливная пробки, соответственно, 12 - датчик температуры масла, 13 - датчик давления масла.The positions in the drawing indicate: 1 - turbocharger, 2 - pipelines, 3 - oil cooler, 4 - tank, 5 - oil pump, 6 - bypass valve, 7 - oil filter, 8 - cover, 9 - electric motor, 10, 11 - filling and drain plugs, respectively, 12 - oil temperature sensor, 13 - oil pressure sensor.

Система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания представляет собой масляную магистраль, проходящую через подшипник турбокомпрессора 1 и включающую связанные между собой системой трубопроводов 2 масляный радиатор 3, расположенный за основной системой охлаждения автомобиля, бак 4 для заполнения маслом с расположенным в нем шестеренчатым масляным насосом 5 с перепускным клапаном 6, и масляный фильтр 7 тонкой очистки, предусмотренный в системе для очистки масла от загрязнений, появляющихся в процессе эксплуатации. При этом масляный насос 5 и фильтр 7 прикреплены к крышке 8 бака 4, на которой также закреплен электродвигатель 9 постоянного тока с рабочим напряжением 24 В, подключенный к насосу 5 и общей системе электропитания автомобиля через замок зажигания. Бак 4 снабжен заливной 10 и сливной 11 пробками, а также датчиком температуры масла 12, расположенным в его стенке. В трубопроводе перед фильтром установлен датчик давления масла 13, при этом оба датчика температуры и давления масла подключены к блоку управления.The lubrication system of a turbocharger of an internal combustion engine is an oil line passing through a bearing of a turbocompressor 1 and including an oil cooler 3 connected by a piping system 2, located behind the main cooling system of the car, a tank 4 for filling with oil with a gear oil pump 5 with an overflow valve 6, and a fine oil filter 7, provided in the system for cleaning oil from contaminants that appear during operation. In this case, the oil pump 5 and the filter 7 are attached to the lid 8 of the tank 4, on which a DC motor 9 with an operating voltage of 24 V is also fixed, connected to the pump 5 and the general power supply system of the car through the ignition switch. Tank 4 is equipped with a filler 10 and a drain 11 plugs, as well as an oil temperature sensor 12 located in its wall. An oil pressure sensor 13 is installed in the pipeline in front of the filter, while both oil temperature and pressure sensors are connected to the control unit.

Система смазки турбокомпрессора ДВС работает следующим образомICE turbocharger lubrication system operates as follows

При включении системы питания автомобиля (без запуска двигателя внутреннего сгорания) при повороте ключа зажигания на электродвигатель 9 подается напряжение, что приводит во вращение масляный насос 5. Масло под давлением, регулируемым с помощью перепускного клапана 6, начинает поступать по трубопроводам 2 из бака 4 через масляный фильтр 7 в масляный радиатор 3, где оно охлаждается. После охлаждения масло поступает в турбокомпрессор 1, смазывая и охлаждая трущиеся поверхности и узлы агрегата. Затем масло поступает снова в бак 4. Объем масла в баке выбирают из условия обеспечения подачи масла для безаварийной работы турбокомпрессора (5 литров).When the vehicle’s power supply system is turned on (without starting the internal combustion engine), when the ignition key is turned on, voltage is applied to the electric motor 9, which drives the oil pump 5. Oil under pressure, regulated by the bypass valve 6, begins to flow through pipelines 2 from tank 4 through the oil filter 7 into the oil cooler 3 where it is cooled. After cooling, the oil enters the turbocharger 1, lubricating and cooling the friction surfaces and components of the unit. Then the oil enters the tank 4 again. The volume of oil in the tank is selected from the condition of oil supply for trouble-free operation of the turbocharger (5 liters).

Таким образом, предлагаемая система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания работает независимо от главной системы смазки двигателя внутреннего сгорания и позволяет смазывать трущиеся поверхности деталей турбокомпрессора при незапущенном двигателе автомобиля, что обеспечивает нормальную работу сопряжении в предпусковой момент, в процессе работы и после остановки двигателя внутреннего сгорания. После остановки двигателя внутреннего сгорания, вращающиеся по инерции детали турбины будут продолжать смазываться маслом до тех пор, пока не выключат систему зажигания транспортного средства и на электродвигатель не перестанет поступать напряжение.Thus, the proposed lubrication system of a turbocharger of an internal combustion engine operates independently of the main lubrication system of an internal combustion engine and allows lubricating the friction surfaces of turbocharger parts with a non-running car engine, which ensures normal operation of the mate at the starting time, during operation and after the internal combustion engine stops. After the internal combustion engine stops, the inertia-rotating parts of the turbine will continue to be lubricated with oil until the vehicle’s ignition system is turned off and the electric motor no longer receives voltage.

Кроме того, заявляемое техническое решение дает возможность применять специальные турбинные масла синтетического происхождения, не склонные к коксованию, обладающие более высокой устойчивостью при работе с высокими температурами и возможностью приспосабливаться к меняющимся в процессе работы условиям эксплуатации, что повышает долговечность работы турбокомпрессора.In addition, the claimed technical solution makes it possible to use special turbine oils of synthetic origin, not prone to coking, having higher stability when working with high temperatures and the ability to adapt to changing operating conditions during operation, which increases the durability of the turbocharger.

Claims

1. The lubrication system of a turbocharger of an internal combustion engine of a car, including an oil line made in the form of a closed circuit and containing an oil pump and an oil filter, characterized in that the system is autonomous, the oil line contains an oil cooler, an electric motor, a tank for filling with oil, an oil filter is located between the oil cooler and the tank, the oil pump is located in the tank and is equipped with an overflow valve, and the electric motor is connected to the oil pump and the common system ektropitaniya car through the ignition switch.

2. The system according to claim 1, characterized in that the tank is equipped with an oil temperature sensor located in its housing, and the oil line is equipped with an oil pressure sensor located in front of the oil filter, while both sensors are connected to the control unit of the vehicle’s general power supply system.

3. The system according to claim 1, characterized in that the tank is equipped with a lid, and the oil pump and electric motor are made with the possibility of their attachment to the lid.

4. The system according to claim 1, characterized in that the tank contains filler and drain plugs located in its wall.