[发明专利]一种涡轮增压器双级自动保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮增压器双级自动保护系统，具体涉及涡轮增压发动机润滑系和电气系统领域。

背景技术

为适应世界范围内强制性节能和环保政策的要求，满足用户对高强化程度发动机的需求，采用涡轮增压技术的内燃发动机的产量和市场保有量已经非常大，涉及轮船、机车、汽车、工程机械、发电机组、农用机械等多个产品领域。涡轮增压发动机虽然具有节能、环保，高强化程度等优点，但是，在使用过程中却存在一个必然面对、且必须解决的问题：即发动机停车(机油泵停转)时，主油道润滑油压力迅速下降至零润滑系停止工作，而此时惯性高速旋转的涡轮增压器浮动轴承却必须给予有效的润滑和冷却。如若不然，轻则过度磨损、寿命降低，重则在短时间内过热烧蚀、整机失效。

为保护涡轮增压器，对未安装涡轮增压器保护装置的涡轮增压发动机的操作一般要求是：停车前须怠速空转3-5分钟，以便润滑系对涡轮增压器浮动轴承进行充分地润滑和冷却，待涡轮增压器转子浮动轴承转速和温度降下来再停车；若发动机停车前误加速，则怠速空转时间还需延长。这不仅给使用带来极大不便，而且由于发动机空运转时间加长，燃油消耗增加浪费能源、尾气过度排放污染环境、降低了整机的有效寿命，同时也未能解决发动机停车时涡轮增压器的润滑不良问题；更严重的是，如果操作不当，常常导致“烧涡轮增压器(浮动轴承)”的严重故障。

目前，在解决涡轮增压发动机不便操作和涡轮增压器浮动轴承润滑不良过度磨损、过热烧蚀等问题方面，主要有以下四种技术方案：

一是对涡轮增压发动机采用主电路熄火延时技术(分为增加熄火延时集成电路和设定电控发动机电脑熄火延时控制程序两类)，进行涡轮增压器轴承保护。该种技术是利用电子电路或程序，模拟发动机操纵人员进行停车前怠速空运转的技术，对电路制作和控制水平要求高，用户自行改造难以实现，也存在燃油无功消耗加大、尾气排放增加、发动机有效寿命降低的问题。

二是涡轮增压器引入冷却水，在发动机停车后，利用电子(控制)水泵进行延时自动强制冷却防止烧蚀。该技术必须对涡轮增压器壳体进行增加冷却水道的改造设计和加工，增加水泵、电机、控制电路等装置，不但成本高，而且也浪费能量，发动机停车后只解决了涡轮增压器轴承的冷却问题，失油过度磨损的问题也未解决。

三是利用储能器储存发动机工作时主油道的部分润滑油，发动机停车后对涡轮增压器浮动轴承进行润滑和冷却。该技术由于采用空气-皮囊式储能器，一旦发生储能器皮囊破损，发动机的润滑油会由皮囊破损处迅速泄漏到外部环境，不但严重污染环境，还会因发动机失油引起拉缸、烧瓦等严重故障。另外，该技术在保护器发动机一启动就储存润滑油，势必降低此时间段内发动机润滑系工作的有效性，造成发动机过度磨损，降低发动机有效寿命。还有，要想储存足够的油量，储能器的整体尺寸势必较大，系统在发动机有限的空间内安装布置困难。

四是利用储油缸储存发动机工作时的部分润滑油，待发动机停车后对涡轮增压器浮动轴承进行润滑和冷却。与第三种技术方案类似，发动机刚一启动就储存润滑油，不能保证发动机润滑系工作的有效性，造成发动机过度磨损、寿命降低，一旦发生储油缸活塞密封失效，污染环境，还可能引起拉缸、烧瓦等严重故障。再者，使用圆柱螺旋弹簧推动活塞进行润滑油的压力存储足够的润滑油，储油缸体积必然较大，给安装布置带来不便。另外，由于油缸活塞是运动密封，储存和释放润滑油时运动阻力大、响应性差；零部件加工精度要求高、材料要求耐磨耐腐蚀，制造成本高、寿命却低；在工作中不能杜绝润滑油泄漏，需要定期补充发动机润滑油，污染环境、浪费资源、使用不便。

从上述看，目前的涡轮增压器保护技术都是采用单级保护技术方案，虽然能对涡轮增压器起到一定的保护作用，但是都存在一定的、甚至严重的缺陷和不足，难以推广应用。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种工作可靠、节能环保、结构简单、使用方便、安装布置和改造容易、成本较低、适用于各种电控或非电控汽油发动机或柴油发动机涡轮增压器双级自动保护系统。

为达到上述目的，本发明涡轮增压器双级自动保护包括第一级机械保护装置和第二级电子保护装置，主要特征是：第一级机械保护装置失效时自动切换到第二级电子保护装置。