專利名稱：廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機動車動力設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種汽車動力系統(tǒng)的廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動機靠自然吸氣時，空氣吸入量受進(jìn)氣系統(tǒng)阻力的限制，僅能吸入70% 80%的氣量，因此功率難以提高。提高功率最有效的措施是增加充氣量。目前，國內(nèi)外通常采用廢氣渦輪增壓這一方法來增加充氣量。采用了廢氣渦輪增壓后，使進(jìn)入汽缸的空氣不是依靠自然吸氣，而是利用發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的廢氣，推動增壓器的渦輪旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動與渦輪同軸的壓氣機以實現(xiàn)增壓，葉輪的極限轉(zhuǎn)速一般達(dá)150000rpm 300000rpm左右。由廢氣渦輪增壓器(簡稱增壓器) 強制將空氣壓入汽缸，使空氣量增多，噴射的燃油量也可相應(yīng)增加，使功率大大提高。采用廢氣渦輪增壓不僅可提高功率30% 60%甚至更多，還可減小單位功率質(zhì)量，縮小外形尺寸，節(jié)約原材料，因燃燒完全、相應(yīng)降低燃油消耗，煙度也有所改善，減少汽車排氣污染，工作較柔和，噪聲比較小，所以在汽車發(fā)動機上得到了廣泛的應(yīng)用。廢氣渦輪增壓器的工作原理如圖1所示，圖中發(fā)動機氣缸1、中冷器2、廢氣渦輪增壓器3。將排氣管接到增壓器的渦輪殼上。發(fā)動機排出的具有一定壓力的高溫廢氣經(jīng)渦輪殼進(jìn)入噴嘴環(huán)，由于噴嘴環(huán)的通道面積做成由大到小，因而廢氣的壓力和溫度下降，而速度卻迅速提高。這個高速的廢氣氣流，按一定方向沖擊渦輪，使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，廢氣的壓力和速度越高，渦輪轉(zhuǎn)速也越高。通過渦輪的廢氣最后排入大氣。這時與渦輪固裝在同一根轉(zhuǎn)子軸上的壓氣機葉輪也以相同的速度旋轉(zhuǎn)，將經(jīng)濾清器濾清過的空氣吸入壓氣機殼。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機葉輪把空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進(jìn)入形狀做成進(jìn)口小出口大的擴壓器，因此氣流的速度下降壓力升高。再通過斷面由小到大的環(huán)形壓氣機殼使空氣壓力繼續(xù)升高。高壓空氣流經(jīng)發(fā)動機進(jìn)氣管進(jìn)入汽缸與更多的燃油混合燃燒，以保證發(fā)出更大的功率。廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)由渦輪殼、中間殼、壓氣機殼、轉(zhuǎn)子體和浮動軸承等主要零件組成。渦輪殼與排氣管連接，壓氣機殼的進(jìn)口通過軟管與空氣濾清器相連，而其出口通往汽缸。轉(zhuǎn)子體由轉(zhuǎn)子軸、壓氣機葉輪和渦輪組成，支承在兩個浮動軸承上作高速旋轉(zhuǎn)，渦輪焊接在轉(zhuǎn)子軸上，壓氣機葉輪用螺母固定在轉(zhuǎn)子軸上。為保證推力軸承與密封套的兩個接觸面間的可靠潤滑，在推力軸承上開有斜向和軸向油道。廢氣渦輪增壓器所需要的潤滑油來自主油道，通過精濾器再次濾清后，進(jìn)入增壓器的中間殼，經(jīng)其下部出油口流回機油盤。為防止?jié)櫥透Z入渦輪和壓氣機葉輪，在轉(zhuǎn)子軸兩端安置有密封環(huán)和密封套。在中間殼和渦輪殼之間裝有隔熱板，以減少高溫廢氣對潤滑油的不利影響。廢氣渦輪增壓器軸承的潤滑與冷卻是保證廢氣渦輪增壓器可靠工作的關(guān)鍵。在使用過程中，如果發(fā)動機在高速大負(fù)荷工作狀態(tài)下突然停機，此時增壓器轉(zhuǎn)子正處于高溫、高CN 102536441 A速惡劣的工作環(huán)境中，渦輪轉(zhuǎn)速可高達(dá)150000rpm 300000rpm，轉(zhuǎn)子軸承在無油干磨狀態(tài)下慣性運轉(zhuǎn)aiiin :3min左右才能停下來，這樣勢必會造成軸承及轉(zhuǎn)子軸的早期磨損、拉傷、過熱燒損等現(xiàn)象，從而影響增壓器的工作性能和可靠性。如此發(fā)展下去，就會使發(fā)動機出現(xiàn)燃燒不良，發(fā)動機工作不平穩(wěn)，進(jìn)排氣不暢通，增壓壓力降低，功率下降，排氣冒黑煙； 在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生雜音，發(fā)出金屬的撞擊、摩擦聲，或者產(chǎn)生振動；轉(zhuǎn)子組件運轉(zhuǎn)不靈活，軸承損壞，密封環(huán)損壞，泄漏機油，增壓器積碳增多，發(fā)動機排氣冒黑煙，甚至增壓器損壞等故障。針對廢氣渦輪增壓器的缺點，各個制造廠都規(guī)定了一定的“正確使用方法”，如
1.發(fā)動機起動后，至少怠速5min，使機油壓力正常后再加載，否則會因廢氣渦輪增壓器缺油而燒毀軸承。2.凡是更換機油和機油濾清器、長期停放(超過一周)、環(huán)境溫度過低，必須松開廢氣渦輪增壓器進(jìn)油口接頭，注入干凈的潤滑油，使廢氣渦輪增壓器潤滑系統(tǒng)中得到充滿潤滑。注入潤滑油時，可將轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動，使其得到充足的潤滑。3.發(fā)動機在高速滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，或持續(xù)大負(fù)荷運轉(zhuǎn)中不可立即停車。如突然停車，廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)子因慣性還會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，而發(fā)動機停車后潤滑油不再供應(yīng)，這樣很容易使軸承、轉(zhuǎn)子組件因缺油或過熱而損壞；廢氣渦輪增壓器在持續(xù)運轉(zhuǎn)中，軸承部位靠潤滑油帶走熱量，突然停車，軸承上的熱量無法散去，會使軸承過熱損壞。停車前應(yīng)怠速運轉(zhuǎn) 3min 5min。上面的規(guī)定，一般情況下使用的車輛都能夠做到，但是有的車輛就無法滿足上面的規(guī)定，如救護(hù)車、消防車、救災(zāi)車、軍車特別是正在戰(zhàn)斗的車輛等等，這些車輛如果起動后至少怠速5min或停車前應(yīng)怠速運轉(zhuǎn):3min 5min，那樣會造成更大的損失或自己的生命都有可能丟掉。所以在救護(hù)車、消防車、救災(zāi)車、軍車特別是正在戰(zhàn)斗的車輛，廢氣渦輪增壓器的損壞是很嚴(yán)重的，鑒于此，在救護(hù)車、消防車、救災(zāi)車、軍車特別是正在戰(zhàn)斗的車輛上安裝廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置。本發(fā)明廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置包括蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器，電磁鐵、起動潤滑儲油室和熄火潤滑儲油室，所述蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器和電磁鐵依次通過導(dǎo)線連接，起動潤滑儲油室內(nèi)設(shè)置拉桿，拉桿一端通過螺母固定潤滑活塞，拉桿另一端與電磁鐵相鄰，拉桿上設(shè)置潤滑壓縮彈簧；起動潤滑儲油室頂端設(shè)置潤滑油進(jìn)口，起動潤滑儲油室底端分別設(shè)置潤滑油出口和空氣進(jìn)口 ；熄火潤滑儲油室內(nèi)設(shè)置活塞，活塞內(nèi)側(cè)與熄火潤滑儲油室側(cè)壁之間設(shè)置壓縮彈簧，熄火潤滑儲油室頂端設(shè)置進(jìn)油口，熄火潤滑儲油室底端分別設(shè)置出油口和進(jìn)氣口 ；所述潤滑油進(jìn)口和進(jìn)油口分別連接發(fā)動機主油道，所述潤滑油出口和出油口分別連接廢氣渦輪增壓器潤滑油輸入管道。使用本發(fā)明可以保證發(fā)動機正常工作時能夠存儲具有一定的潤滑油。當(dāng)發(fā)動機起動時，可以由儲油裝置提前向渦輪軸及軸承提供一定的潤滑油，起到潤滑渦輪軸及軸承的作用；當(dāng)發(fā)動機停止轉(zhuǎn)動時，可以由儲油裝置繼續(xù)向高速旋轉(zhuǎn)的渦輪軸及軸承提供一定的潤滑油，起到潤滑冷卻渦輪軸及軸承的作用。從而減少了廢氣渦輪增壓器的損壞，各個制造廠規(guī)定的像“發(fā)動機起動后，至少怠速5min、長期停放必須注入干凈的潤滑油、高速滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)中不可立即停車、停車前應(yīng)怠速運轉(zhuǎn):3min 5min的‘正確使用方法’ ”也可以取消了。


圖1是廢氣渦輪增壓器的工作原理圖2是本發(fā)明廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明安裝在廢氣渦輪增壓器的前邊，并聯(lián)在廢氣渦輪增壓器潤滑油管入口之間。本發(fā)明如圖2所示，包括蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器，電磁鐵 4、起動潤滑儲油室5和熄火潤滑儲油室6，所述蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器和電磁鐵依次通過導(dǎo)線連接，起動潤滑儲油室內(nèi)設(shè)置拉桿7，拉桿一端通過螺母固定潤滑活塞8，拉桿另一端與電磁鐵相鄰，拉桿上設(shè)置潤滑壓縮彈簧9 ；起動潤滑儲油室頂端設(shè)置潤滑油進(jìn)口 10，起動潤滑儲油室底端分別設(shè)置潤滑油出口 11和空氣進(jìn)口 12 ；熄火潤滑儲油室內(nèi)設(shè)置活塞13，活塞內(nèi)側(cè)與熄火潤滑儲油室側(cè)壁之間設(shè)置壓縮彈簧14，熄火潤滑儲油室頂端設(shè)置進(jìn)油口 15，熄火潤滑儲油室底端分別設(shè)置出油口 16和進(jìn)氣口 17 ；所述潤滑油進(jìn)口和進(jìn)油口分別連接發(fā)動機主油道，所述潤滑油出口和出油口分別連接廢氣渦輪增壓器潤滑油輸入管道。發(fā)動機正常工作時，為了保證廢氣渦輪增壓器有足夠的潤滑液，原車的潤滑液的進(jìn)油管和回油管都制作的比較粗；廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置的進(jìn)油管和出油管都制作的比較細(xì)，所以，廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置只能并聯(lián)在廢氣渦輪增壓器原潤滑油管入口處，而且廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置的出油管的出油口與廢氣渦輪增壓器的距離越近效果越好。廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置，包括蓄電池BATTERY，電源開關(guān)SW，機油壓力報警傳感器 Φ，新增加的繼電器J和電磁鐵ΕΜΙ。新增加的繼電器J和電磁鐵EMI的電壓適用范圍與原汽車的電壓保持一致，都有 12V和24V之分。起動發(fā)動機，在把電源開關(guān)SW轉(zhuǎn)動到ON位置時，電流的流動方向是蓄電池 BATTERY正極、電源開關(guān)SW、新增加的繼電器J的吸力線圈、機油壓力報警傳感器 (機油壓力低于規(guī)定的正常壓力時，機油壓力報警傳感器 處于導(dǎo)通狀態(tài))、搭鐵、蓄電池BATTERY負(fù)極。由于繼電器J的吸力線圈得電而產(chǎn)生吸力，使其觸點閉合，從而使電磁鐵4得電而產(chǎn)生吸力，拉桿7用螺母與活塞8連接在一起，電磁鐵4的吸力使拉桿7帶動潤滑活塞8、潤滑壓縮彈簧9向右移動，潤滑活塞8的左側(cè)空間體積增大，由通往大氣的空氣進(jìn)口 12進(jìn)入空氣；潤滑活塞8的右側(cè)儲油室體積縮小，儲存在起動潤滑儲油室5內(nèi)的機油壓力升高，機油壓力的升高使?jié)櫥瓦M(jìn)口 10的閥門關(guān)閉，潤滑油出口 11的閥門打開，儲存在起動潤滑儲油室5內(nèi)的機油被壓送到廢氣渦輪增壓器18的原潤滑油管入口處，使得廢氣渦輪增壓器18 的軸承得到提前潤滑，潤滑時間由電磁鐵4的吸力、潤滑彈簧9的彈力、起動潤滑儲油室5的體積、潤滑油出口 11的大小來決定，關(guān)鍵是起動潤滑儲油室5的體積和潤滑油出口 11的大小，在制作時使其工作時間保持在anin左右。電源開關(guān)SW轉(zhuǎn)動到ST位置時，起動機開始工作；起動機開始工作的時刻總是滯后于電磁鐵EMI開始工作的時刻；起動機開始工作到發(fā)動機開始轉(zhuǎn)動，再到發(fā)動機轉(zhuǎn)動正常， 這時廢氣渦輪增壓器18的軸承在自動保護(hù)裝置的作用下提前得到了較好的潤滑。發(fā)動機起動，主油道的潤滑油達(dá)到一定壓力后，機油壓力報警傳感器Φ在機油的作用下斷開，繼電器J的吸力線圈失電，使其觸點張開，從而使電磁鐵4也失電。由于自動保護(hù)裝置熄火潤滑儲油室6的進(jìn)油口 15和起動潤滑儲油室5的潤滑油進(jìn)口 10都接在發(fā)動機的主油道上，所以發(fā)動機起動后，主油道的潤滑油達(dá)到一定壓力后， 機油壓開潤滑油進(jìn)口 10的單向閥進(jìn)入儲油室5，機油壓力與潤滑彈簧9的彈力使?jié)櫥钊?8帶動拉桿7向左側(cè)移動；左側(cè)空間體積減小，空氣由通往大氣的空氣進(jìn)口 12排入大氣；潤滑活塞8的右側(cè)儲油室充滿了機油，為下一次發(fā)動機起動時，廢氣渦輪增壓器的提起潤滑做好了準(zhǔn)備。潤滑活塞8和活塞10上都安裝有兩道油封，保證機油不會產(chǎn)生泄露現(xiàn)象。同樣，當(dāng)發(fā)動機起動后，主油道的潤滑油達(dá)到一定壓力后，機油壓開進(jìn)油口 15的單向閥進(jìn)入熄火潤滑儲油室6，機油壓力迫使活塞13克服彈簧14的彈力向左側(cè)移動；左側(cè)空間體積減小，空氣由通往大氣的進(jìn)氣口 17排入大氣；活塞13的右側(cè)儲油室充滿了機油， 為發(fā)動機熄火時，廢氣渦輪增壓器的潤滑做好了準(zhǔn)備。發(fā)動機在正常工作時，熄火潤滑儲油室6的進(jìn)油口 15和出油口 16與起動潤滑儲油室5的潤滑油進(jìn)口 10和潤滑油出口 11都接在發(fā)動機的主油道上，主油道的機油壓力差幾乎為零，所以起動潤滑儲油室5和熄火潤滑儲油室6只儲充機油，而沒有機油的流動。當(dāng)發(fā)動機熄火時，主油道的機油壓力很快下降為零?；钊?3在彈簧14的彈力作用下向右側(cè)移動，左側(cè)空間體積增大，由通往大氣的進(jìn)氣口 17進(jìn)入空氣；活塞13的右側(cè)儲油室體積減小，進(jìn)油口 15在機油壓力的作用下閥門關(guān)閉，出油口 16的閥門打開，儲存在熄火潤滑儲油室6內(nèi)的機油被壓送到廢氣渦輪增壓器18的原潤滑油管入口處，使得廢氣渦輪增壓器18的軸承得到了潤滑，潤滑時間由彈簧14的彈力、熄火潤滑儲油室6的體積、出油口 16的大小來決定，關(guān)鍵是熄火潤滑儲油室6的體積和出油口 16的大小，在制作時使其工作時間保持在anin左右。
權(quán)利要求
1.一種廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置，其特征是，包括蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器，電磁鐵、起動潤滑儲油室和熄火潤滑儲油室，所述蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器和電磁鐵依次通過導(dǎo)線連接，起動潤滑儲油室內(nèi)設(shè)置拉桿，拉桿一端通過螺母固定潤滑活塞，拉桿另一端與電磁鐵相鄰，拉桿上設(shè)置潤滑壓縮彈簧；起動潤滑儲油室頂端設(shè)置潤滑油進(jìn)口，起動潤滑儲油室底端分別設(shè)置潤滑油出口和空氣進(jìn)口 ；熄火潤滑儲油室內(nèi)設(shè)置活塞，活塞內(nèi)側(cè)與熄火潤滑儲油室側(cè)壁之間設(shè)置壓縮彈簧，熄火潤滑儲油室頂端設(shè)置進(jìn)油口，熄火潤滑儲油室底端分別設(shè)置出油口和進(jìn)氣口 ；所述潤滑油進(jìn)口和進(jìn)油口分別連接發(fā)動機主油道，所述潤滑油出口和出油口分別連接廢氣渦輪增壓器潤滑油輸入管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置，其特征是，所述潤滑活塞和活塞上分別安裝兩道油封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置。本發(fā)明廢氣渦輪增壓器自動保護(hù)裝置包括蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器，電磁鐵、起動潤滑儲油室和熄火潤滑儲油室，所述蓄電池、電源開關(guān)、繼電器、機油壓力報警傳感器和電磁鐵依次通過導(dǎo)線連接。使用本發(fā)明可以保證發(fā)動機正常工作時能夠存儲具有一定的潤滑油。當(dāng)發(fā)動機起動時，由儲油裝置提前向渦輪軸及軸承提供一定的潤滑油，當(dāng)發(fā)動機停止轉(zhuǎn)動時，起到潤滑冷卻渦輪軸及軸承的作用，從而減少了廢氣渦輪增壓器的損壞。
文檔編號F02B39/14GK102536441SQ20121004700
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者劉祥凱, 葉鵬, 封會娟, 張堅, 楊萬成 申請人:中國人民解放軍軍事交通學(xué)院