一种油压保护装置及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及增压器润滑技术领域，尤其涉及一种油压保护装置及发动机。


背景技术：

2.涡轮增压器是增压柴油机的关键组成部件之一，对柴油机整机性能和高原环境适应性起着极为重要的作用。为更好地适应发动机运行工况的改变,保证增压器的功能可靠发挥，尤其是轴系润滑尤为关键，目前市场、试验室耐久试验，混合动力机型，都存在增压器润滑不良，进而导致增压器轴系磨损，最终动力不足；同时存在增压器进油压力过高，导致增压器漏油故障频发的问题。
3.比如，发动机标定点急停后，增压器进油口压力瞬间回零，但是增压器此时转速很高，一般需要20s左右的时间才能完全停下，这段时间增压器的轴系与中间体和轴承干摩擦，没有机油润滑，增压器整个轴系和密封机构磨损加重；增压器轴系和密封结构处高温结焦；发动机急停后，增压器涡壳内部和排气管内部的高温气体，会对增压器轴系和密封结构处热传导，但此时增压器轴系和密封结构处没有机油润滑冷却，温度会急剧升高，造成此处残留的机油高温结焦，再次启动时，结焦的机油会加剧轴系和密封环的磨损，进而导致增压器径向间隙变大及密封处失效，涡端高温气体窜入增压器中间体，随着回油腔进入曲轴箱内，造成曲轴箱压力和发动机漏气量剧增。
4.又比如，发动机在急加速或者高转速运行时，机油压力上升过快或者压力过高，而增压器转速需要一定的时间提升并对压端提供足够的气体压力来实现封油的能力，或者标定点稳态本身机油压力过高，压端气压不足以封油，导致压端漏油严重的故障。
5.综上所述，如何解决增压器在突变工况下容易出现润滑油供应不足或漏油的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种油压保护装置及发动机，以解决增压器在突变工况下容易出现润滑油供应不足或漏油的问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种油压保护装置，应用于增压器的油路保护，包括蓄能器和旁通管路；
8.所述蓄能器包括储油罐和设置在所述储油罐内的气囊；所述储油罐与所述增压器的进油管连通，且所述储油罐与所述进油管的连接管路上设置有控制阀；所述气囊用于充入预设压力的气体；
9.所述旁通管路的一端与所述增压器的进油管连通，所述旁通管路的另一端与所述增压器的回油管连通，且所述旁通管路上设置有单向限压阀，当所述进油管的压力超出预设压力值，所述单向限压阀开启。
10.优选地，所述进油管上设置有单向阀，且所述单向阀位于所述储油罐的上游。
11.优选地，所述控制阀集成在所述储油罐上。
12.优选地，所述储油罐上设置有与所述气囊的内腔连通的充气接嘴。
13.优选地，所述充气接嘴内设置有仅允许进气的单向进气结构。
14.优选地，所述充气接嘴连接有充气气源。
15.优选地，所述充气气源内装载的气体为氮气。
16.优选地，所述充气接嘴与所述储油罐为可拆卸密封连接。
17.优选地，所述储油罐上设置有与所述储油罐可拆卸连接的安装接头，所述充气接嘴设置在所述安装接头上。
18.相比于背景技术介绍内容，上述油压保护装置，应用于增压器的油路保护，包括蓄能器和旁通管路；蓄能器包括储油罐和设置在储油罐内的气囊；储油罐与增压器的进油管连通，且储油罐与进油管的连接管路上设置有控制阀；气囊用于充入预设压力的气体；旁通管路的一端与增压器的进油管连通，旁通管路的另一端与增压器的回油管连通，且旁通管路上设置有单向限压阀，当进油管的压力超出预设压力值，单向限压阀开启。该油压保护装置，在实际应用过程中，在增压器处在正常运行工况时，蓄能器处于蓄压状态，蓄能器的控制阀关闭；当增压器处于发动机急停，或者混合动力机型启停过快等突变情况下，蓄能器的控制阀开启释放润滑油，为增压器提供润滑，避免增压器轴系出现干摩，缺油润滑高温结焦等故障；当发动机重新启动后，蓄能器回复蓄压状态，如此往复；当发动机处于急加速或者高转速运行工况时，机油压力上升过快或者压力过高，旁通管路上的单向限压阀开启来实现机油压力的释放，多余的机油直接旁通到增压器的回油管，把增压器入口的机油压力稳定在一个临界压力以下，避免了增压器出现油压过大而漏油的问题。
19.另外，本实用新型还提供了一种发动机，包括油压保护装置，该油压保护装置为上述任一方案所描述油压保护装置。由于该油压保护装置具有上述技术效果，因此具有该油压保护装置的发动机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的油压保护装置的原理结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的蓄能器处于预充压力下的气囊状态结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例提供的蓄能器处于最低工作压力时的气囊状态结构示意图；
24.图4为本实用新型实施例提供的蓄能器处于最高工作压力时的气囊状态结构示意图；
25.图5为本实用新型实施例提供的蓄能器处于释能状态时的气囊状态结构示意图；
26.图6为本实用新型实施例提供的储油罐上安装充气接嘴的局部结构示意图；
27.图7为本实用新型实施例提供的增压器的润滑油路的布置结构示意图。
28.上图1
‑
图7中，
29.蓄能器1、储油罐11、气囊12、充气接嘴13、安装接头14、堵帽15、旁通管路2、单向限
压阀21、增压器3、进油管31、控制阀32、回油管33、单向阀34、油底壳40、集油器41、机油泵42、机油冷却器43、机油滤清器44、主油道45、轴瓦/衬套46、齿轮轴座47、活塞冷却部位48、其他冷却部位49。
具体实施方式
30.本实用新型的核心是提供一种油压保护装置及发动机，以解决增压器在突变工况下容易出现润滑油供应不足或漏油的问题。
31.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，如若涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，如若涉及术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.如图1
‑
图7所示，本实用新型实施例提供的一种油压保护装置，应用于增压器的油路保护，包括蓄能器1和旁通管路2；蓄能器1包括储油罐11和设置在储油罐11内的气囊12；储油罐11与增压器3的进油管31连通，且储油罐11与进油管31的连接管路上设置有控制阀32；气囊12用于充入预设压力的气体；旁通管路2的一端与增压器3的进油管31连通，旁通管路2的另一端与增压器3的回油管33连通，且旁通管路2上设置有单向限压阀21，当进油管31的压力超出预设压力值，单向限压阀21开启。
34.该油压保护装置，在实际应用过程中，在增压器处在正常运行工况时，蓄能器处于蓄压状态，蓄能器的控制阀关闭；当增压器处于发动机急停，或者混合动力机型启停过快等突变情况下，蓄能器的控制阀开启释放润滑油，为增压器提供润滑，避免增压器轴系出现干摩，缺油润滑高温结焦等故障；当发动机重新启动后，蓄能器回复蓄压状态，如此往复；当发动机处于急加速或者高转速运行工况时，机油压力上升过快或者压力过高，旁通管路上的单向限压阀开启来实现机油压力的释放，多余的机油直接旁通到增压器的回油管，把增压器入口的机油压力稳定在一个临界压力以下，避免了增压器出现油压过大而漏油的问题。
35.这里需要说明的是，本领域技术人员都应该可以理解的是，对于发动机的润滑油路系统而言，如图7所示，其润滑油是由油底壳40取油，依次经过集油器41、机油泵42、机油冷却器43和机油滤清器44，然后进入主油道45，主油道45除了需要向增压器供入润滑油之外，其一般还需要向轴瓦/衬套46、齿轮轴座47、活塞冷却部位48和其他冷却部位49进行供油冷却润滑，完成冷却润滑的润滑油，最终通过回油管流回油底壳，如此循环进行。
36.在一些具体的实施方案中，上述增压器3的进油管31上一般还会设置有单向阀34，且单向阀34位于储油罐11的上游。通过设置单向阀34能够使得增压器内部需要快速供油时，比如，发动机急停，或者混合动力机型启停过快等突变情况下，蓄能器在释放储油罐内部润滑油时，不会在进油管内出现倒流现象，使得储油罐内供出的油液快速进入增压器，保
证了储油罐供油的压力。
37.在一些更具体的实施方案中，上述控制阀32可以选择集成在储油罐11上，通过将控制阀设计在储油罐上能够尽可能的减少整体的布置空间。当然也可以选择布置在储油罐与进油管的连接管路的其他位置上，实际应用过程中，可以根据实际需求进行布置。
38.在一些具体的实施方案中，上述储油罐11上还可以设置有与气囊12的内腔连通的充气接嘴13。通过设计充气接嘴，当气囊内气压不足时，可以通过充气接嘴进行补气。
39.进一步的实施方案中，该充气接嘴13的具体结构形式可以是其内部设置有仅允许进气的单向进气结构。通过将充气接嘴设计成单向阀的结构形式，使得充气更加方便。当然可以理解的是，也可以设计成其他开关控制阀的结构形式。
40.需要说明的是，该充气接嘴13可以在使用的时候连接充气气源，不使用状态下，可以通过堵帽15进行封堵，防止漏气和杂物堵塞充气接嘴。另外，该充气接嘴13还可以保持与充气气源常连接的方式，在需要补气时，打开充气气源即可进行充气操作。
41.还需要说明的是，该充气气源内装载的气体一般为惰性气体，比如氮气等。因为通过惰性气体可以避免由于气体与气囊材质发生化学反应而造成气囊被腐蚀。当然可以理解的是，实际应用过程中，还可以选择本领域技术人员常用的其他气体，只要不与气囊材质发生反应即可。比如，当气囊材质允许的情况下，充气气源还可以选择为直接在排气系统的排气管路上进行取气。
42.在一些更具体的实施方案中，为了方便充气接嘴13的拆装维护，一般来说，充气接嘴13与储油罐11为可拆卸密封连接。
43.进一步的实施方案中，充气接嘴13与储油罐11的可拆卸密封结构的具体形式，可以为该储油罐11上设置有与储油罐11可拆卸连接的安装接头14，充气接嘴13设置在安装接头14上。通过设计安装接头14，当气囊需要更换时，可以通过拆卸安装接头14即可取出气囊，更换好新的气囊在通过安装接头安装即可，大大提升了气囊拆装维护的便捷性，并且充气接嘴设置在安装接头也会更加方便，具体可以采用螺纹连接方式也可以采用其他固定连接方式。需要说明的是，安装接头安装至储油罐上的具体方式，可以采用法兰密封连接的结构形式，也可以采用本领域技术人员常用的其他密封连接结构形式，比如螺纹连接配合密封圈的结构形式等，在此不做更具体的限定。
44.为了本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合该油压保护装置的具体工作过程进行简要说明：
45.增压器在急停工况下的保护，蓄能器延迟润滑的原理如下：
46.如图2所示，蓄能器处于预充压力下，不承受液压系统的压力，此时蓄能器的控制阀处于关闭状态，切断蓄能器和液压系统的连接，同时也保护胶囊不受损坏；
47.如图3所示，蓄能器处于最低工作压力下，这时会有少量的油液处于胶囊和控制阀之间，使得控制阀处于打开状态；
48.如图4所示，蓄能器处于最高工作压力下，蓄压状态；
49.如图5所示，蓄能器处于释放阶段，为增压器提供润滑油(此释放阶段由ecu控制)；
50.蓄能器的运行机理和控制策略如下：
51.a、在柴油机处在正常运行时：蓄能器处于蓄压状态，蓄能器出口控制阀关闭；
52.b、当发动机急停，或者混合动力机型启停过快的情况下，ecu检测发动机转速、扭
矩突减时间，配合主油道油压突降数据，双重配合控制蓄能器开启释放润滑油，为增压器提供润滑，并根据突变工况，发动机转速、扭矩和主油道机油压力突降速度和时间，ecu来控制蓄能器开启控制阀的释放时间和开度，既能起到润滑增压器的目的，又能避免浪费蓄能器能源；
53.c、当发动机重新启动后，蓄能器回复蓄压状态，如此往复；
54.d、当市场、试验室耐久试验等场景出现发动机急停，或者混合动力机型启停过快的情况下，蓄能器根据需求提供润换油给增压器轴系润滑，并判断增压器此时运行情况，根据需求提供合理的润滑油量和润换时间，避免增压器轴系出现干摩，缺油润滑高温结焦等故障。
55.增压器处于油压过高工况下的保护原理如下：
56.发动机在急加速或者高转速运行时，机油压力上升过快或者压力过高，通过单向限压阀来实现机油压力的释放，通过旁通管路把多余的机油直接旁通到回油管中，把增压器入口的机油压力稳定在一个临界压力以下，保证增压器不存在漏油风险。
57.另外，本实用新型还提供了一种发动机，包括油压保护装置，该油压保护装置为上述任一方案所描述油压保护装置。由于该油压保护装置具有上述技术效果，因此具有该油压保护装置的发动机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
58.以上对本实用新型所提供的油压保护装置及发动机进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
59.还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。