[发明专利]一种带有智能润滑装置的发动机涡轮增压器及其系统

说明书

本发明公开了一种带有智能润滑装置的发动机涡轮增压器及其系统，结构包括发动机油底壳、机油泵、涡轮增压器，涡轮增压器包括电动机油泵、常闭电磁阀、常开电磁阀、补充油路、常通油路；系统包括系统控制单元、油泵电机单元、常闭电磁阀单元、常开电磁阀单元、发动机控制单元、舒适系统控制单元、车门闭锁器信号单元、安全带锁扣信号单元以及若干CAN网络线。与现有技术相比，本发明的一种带有智能润滑装置的发动机涡轮增压器及其系统，不改变原发动机结构，解决发动机起动前和熄火后涡轮增压器润滑不良的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种带有智能润滑装置的发动机涡轮增压器及其系统，属于发动机技术领域。

背景技术

涡轮增压发动机动力性、经济性和排放等性能均优于传统的平吸式发动机；如何用小的排量，获得较大的动力和更少的排放，其技术重点将会聚集在小排量涡轮增压发动机上，因此涡轮增压技术也是目前燃油汽车发展的趋势。但涡轮增压器在应用的过程中存在的最大问题是润滑不足的现象，包括起动时润滑滞后和熄火后的润滑即停，使得轴承在启动初和熄火后的一段时间内得不到充分的润滑，而导致轴承磨损、油封损坏，润滑油被吸入发动机，造成烧机油的现象，同时也降低了涡轮增压器轴承的寿命。

如图1所示，原车发动机涡轮增压器润滑原理：通过曲轴正时齿轮驱动机械机油泵工作，机油从发动机油底壳-------机油泵（加压到0.2Mpa至0.4 Mpa）------主油道------涡轮增压器------回油管------油底壳。机油润滑压力由发动机驱动机油泵产生，发动机熄火，机油泵停止工作。

现阶段，国内外有关改善涡轮增压器润滑功能的研究，主要集中在轴承材料的摩擦性能、润滑供油方法、润滑供油压力和供油量等方面，而对于附加润滑装置的研究还比较少。

内蒙古赤峰机务段技术室的柴文华就机车柴油机涡轮增压器进行了供油补偿装置的加装，以改善增压器轴承的润滑情况。该装置主要部件为一个储油罐，可用作机油能量的储备，以解决增压器瞬间缺油问题。方法是在增压器供油管路上加装一个单向阀，单向阀后并联一个储油罐，机油通过单向阀向增压器和储油罐供油，进入储油罐的机油将罐内气体压缩，当罐内气体压力与增压器供油主油路压力一致时，机油停止向储油罐供油（此时说明能量储备已满）。当增压器供油主油路压力减少时，由于储油罐压力高，这时储油罐就会向增压器主油路补充供油，对增压器供油起到补偿作用。这种供油补偿装置目前应用情况良好，适用于机车涡轮增压器的轴承保护，但储油罐的储油能力有限，若要达到更充分润滑，需增大储油罐尺寸，从而导致发动机的体积变大，重量增加，不利于整体结构的紧凑设计及动力的优化。

山东东营胜利油田运输总公司的张怀勇制作了一种涡轮增压器辅助润滑装置，该装置由电动泵、蓄油罐、油管及三通、电路控制装置组成。当点火开关旋至3档时，给通电延时继电器通电，控制通电时间为5s，使油泵运转。机油由蓄油罐中吸出至增压器，达到辅助润滑的效果。当发动机熄火后，钥匙开关线路断电，通过断电继电器控制通电时间为3s，使油泵运转。机油由储油罐中吸出至增压器，达到辅助润滑和冷却的效果。储油罐内润滑油低于标准线时，将主油道手动阀打开，这时在发动机运转的情况下，将润滑油注入储油罐内。3min到达油位上限时，切断手动阀断开油路。该装置可有效起到辅助润滑增压器的作用，但辅助润滑装置的启动全由时间控制，精确度不高；需另外增加储油罐并附加油管及手动阀，机构过于繁冗；储油罐需手动储油，易造成储油不及时。

福州大学的张卫波等发明了一种涡轮增压器润滑装置，该装置中包含了瞬时补油机构。瞬时补油机构的零部件较多，包括储油室、补油管、进油管、开关阀、电磁铁、活塞与复位弹簧。储油室经补油管接入进油管，补油管上设有开关阀，储油室外设有电磁铁，储油室内设有活塞与复位弹簧。活塞由电磁铁驱动进行正向运动，压缩储油室的储油腔，实现补油；由复位弹簧驱动进行反向运动，增大储油室的储油腔，实现储油。该发明可有效改善润滑条件，但机构零部件较多，结构较为复杂；由于润滑油的阻力，导致活塞的运动不够灵敏。

上述为我国科研人员以附加装置改善涡轮增压器润滑功能的几种代表方法，而国外的相关研究方法还鲜有报道。