用于保護渦輪增壓單元的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及保護渦輪增壓單元的系統(tǒng)。用于保護渦輪增壓單元(T、C)特別是防止當相應(yīng)潤滑油壓力不足時相應(yīng)損壞的系統(tǒng)，包括排放氣體的第一旁通裝置(OV、GB)，所述第一旁通裝置(OV、GB)根據(jù)所述渦輪增壓單元(T、C)的潤滑油壓力來控制，以允許當所述壓力低于第一預(yù)定閾值時所述排放氣體的至少一部分旁通所述渦輪(T)。
【專利說明】用于保護渦輪增壓單元的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于保護內(nèi)燃發(fā)動機的增壓單元的系統(tǒng)的領(lǐng)域。本發(fā)明特別地涉及用于防止當潤滑油壓力不足時渦輪增壓器損壞的系統(tǒng)的領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]潤滑油的粘性受到環(huán)境狀況的很大影響。因此，當發(fā)動機為冷的、在低溫下時，油的粘性增大且因而油花費更多的時間到達渦輪和/或增壓器和其軸承的殼體。
[0003]在該時段中，渦輪增壓器無油運行，具有對軸承的嚴重破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于克服所有的前述缺點并提供用于保護渦輪的簡單且有效的系統(tǒng)，其允許用于防止當相應(yīng)潤滑油壓力不足時渦輪增壓器損壞。
[0005]本發(fā)明的基本的構(gòu)思在于引入排放氣體的旁通閥，該旁通閥由渦輪增壓器中的潤滑油壓力所控制，以允許內(nèi)燃發(fā)動機的排放氣體的至少一部分旁通(bypass)渦輪且流出，直到該油達到預(yù)定壓力。
[0006]因此，所述旁通閥為“最小壓力閥”。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的替代性實施方式，這種旁通閥被集成在特定的廢氣門閥(wastegate valve)中。
[0008]廢氣門閥為“最大壓力閥”，一般地，用于當進氣回路中的壓力超過預(yù)定閾值時旁通渦輪。
[0009]根據(jù)作為本發(fā)明的目標的該系統(tǒng)的優(yōu)選的實現(xiàn)方式，廢氣門閥與前述“最小壓力閥”集成在單一主體中，以當渦輪增壓器的潤滑油壓力沒有達到預(yù)定的閾值時旁通渦輪，該預(yù)定的閾值可以優(yōu)選地被設(shè)定。
[0010]根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的一個目標為用于保護渦輪增壓系統(tǒng)的系統(tǒng)，特別地為用于防止當潤滑油壓力不足時相應(yīng)損壞的系統(tǒng)。
[0011]此外，本發(fā)明的目標為用于保護渦輪增壓系統(tǒng)的方法，特別地為用于防止當潤滑油壓力不足時相應(yīng)損壞的方法。
[0012]本發(fā)明的另一個目標為包括配備有渦輪增壓系統(tǒng)和前述保護系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機的交通工具。
[0013]有利地，增壓壓力的管理根據(jù)潤滑油壓力而做出。
[0014]不僅如此，本文描述的解決方案可以被應(yīng)用至傳統(tǒng)的系統(tǒng)；通過使用適合于調(diào)節(jié)潤滑油壓力的設(shè)備，本發(fā)明允許利用渦輪的旁通控制，渦輪繼續(xù)還被氣動地促動，優(yōu)勢在于具有相對于氣動控制能提前可用的能量池，以用于發(fā)動機在預(yù)熱時的熱管理。
[0015]權(quán)利要求為本說明書的整體的部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的其他的目的和優(yōu)勢將通過下述的對優(yōu)選實施方式(及其替代性實施方式)的詳細描述以及所附的附圖而變得清楚，該附圖僅為說明性的而非限制性的，在附圖中:
[0017]圖1示意性地示出了增壓的內(nèi)燃發(fā)動機，其配備有用于保護渦輪增壓系統(tǒng)特別是用于防止當潤滑油壓力不足時相應(yīng)損壞的系統(tǒng)，
[0018]圖2a_2d以示意性的方式示出了圖1的系統(tǒng)的一部分的優(yōu)選的實現(xiàn)方式，
[0019]圖3示出了圖2a_2d中示出的部分在第一操作配置中的優(yōu)選的替代性實施方式，
[0020]圖4-6示出了圖中所示的優(yōu)選的替代性實施方式的其他操作配置，
[0021]圖7示出了前面的圖3-6的優(yōu)選的替代性實施方式的一部分。
[0022]在附圖中，相同的參考數(shù)字和字母識別相同的元件或部件。
[0023]為了更加方便，僅圖4被提供有所有的附圖標記，該附圖標記意在在其他附圖中重復(fù)。

【具體實施方式】
[0024]圖1示出了配備有至少一個渦輪增壓站的內(nèi)燃發(fā)動機E的示意圖，該渦輪增壓站包括渦輪T和由渦輪T所驅(qū)動的壓縮機C，渦輪T具有與該內(nèi)燃發(fā)動機的排氣歧管相連接的進口，壓縮機C具有與該內(nèi)燃發(fā)動機E的進氣歧管相連接的出口。
[0025]壓力閥OV布置在內(nèi)燃發(fā)動機E的排氣歧管與渦輪T的進口之間，由渦輪T的潤滑油所驅(qū)動，或者更具體地，由渦輪增壓單元的潤滑油所驅(qū)動。為了更加方便，該閥OV將在下文被表示為“油驅(qū)閥”或“最小壓力閥”。
[0026]在附圖中，說明文字“來自壓縮機的空氣”表示與布置在內(nèi)燃發(fā)動機的進氣歧管和增壓器C的出口之間的管道的氣動連接。
[0027]在附圖中，說明文字“來自軸承殼體的油”表示與渦輪增壓單元的潤滑回路的液壓連接，該潤滑回路潤滑該單元本身的軸承。
[0028]該閥OV包括:
[0029]-驅(qū)動進口，其連接至渦輪增壓單元的潤滑回路，
[0030]-旁通裝置(SH、GB)，用以控制來自內(nèi)燃發(fā)動機E的排氣歧管的排放氣體的流動/使來自內(nèi)燃發(fā)動機E的排氣歧管的排放氣體的流動偏離，以便旁通渦輪增壓單元的渦輪T。
[0031]油驅(qū)壓力閥OV以與廢氣門閥相反的方式工作，這是由于當潤滑油的壓力低于預(yù)定閾值時其迫使排放氣體旁通渦輪，預(yù)定閾值可被優(yōu)選地設(shè)定。
[0032]相比之下，當進氣回路中的壓力水平超過另一個預(yù)定閾值時，廢氣門閥控制渦輪的芳通。
[0033]圖1中示出的替代性實施方式可以與本身已知的廢氣門閥的使用相結(jié)合。
[0034]特別地，該方案可以提供的是，廢氣門閥允許通過其他的或相同的旁通管GB來旁通渦輪T。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，油驅(qū)閥OV被集成在廢氣門閥中，并且反之亦然。這允許使用一個單個的旁通管，而不修改方案的布局。
[0036]圖2a、2b和2c示意性地示出了 “這種閥中之閥”。
[0037]特別地，油驅(qū)閥OV被集成在廢氣門閥WG中。
[0038]根據(jù)圖3至7，這種“雙驅(qū)動進口閥”包括:
[0039]-第一進口GI，其預(yù)期與內(nèi)燃發(fā)動機的進氣歧管操作地相連接，
[0040]-第一可膨脹腔R1，其中所述第一進口GI打開，第一可膨脹腔Rl在箱體CE與第一可移動件Dl之間形成，
[0041]-第一彈簧SI，其在外部箱體CE內(nèi)，位于第一可移動件Dl與第一固定點SFl之間，對抗第一進口 GI在第一腔Rl內(nèi)產(chǎn)生的壓力，阻擋第一腔Rl的膨脹，
[0042]-第二進口G0，其預(yù)期與渦輪增壓單元的潤滑油回路優(yōu)選地與該潤滑回路的進口操作地相連接，
[0043]-第二可膨脹腔R2，其中所述第二進口GO打開，第二可膨脹腔R2在箱體CE與第二可移動件D2之間形成，
[0044]-第二彈簧S2，其在箱體CE內(nèi)，位于第二可移動件D2與第二固定點SF2之間，對抗第二進口 GO在第二腔R2內(nèi)產(chǎn)生的壓力，阻擋第二腔R2的膨脹，
[0045]-單個軸桿SH，其在收縮位置和延伸位置之間可移動，與膜Dl和D2相連接，以控制渦輪T的旁通。
[0046]優(yōu)選地，固定點SF1、SF2和膜D1、D2相互地布置成當在各自的腔R1、R2中產(chǎn)生的壓力達到各自的閾值時，一個相對于另一個以相互相反的方式移動，使得當下述狀況中的至少一種狀況被證實時，軸桿SH被迫使向延伸位置移動(或反之向收縮位置移動):
[0047]-進口氣體的壓力等于或超出所述第一預(yù)定閾值，
[0048]-潤滑油壓力等于或低于所述第二預(yù)定閾值。
[0049]明顯的是，在軸桿SH的延伸/收縮的狀況與旁通管GB的打開/關(guān)閉的狀況之間的聯(lián)系取決于本領(lǐng)域技術(shù)人員所期望的組裝方式。
[0050]圖3或2a示出這樣的狀況:其中第一腔Rl為膨脹的(RlE)而第二腔R2為收縮的(R2C)，同時軸桿SH處于延伸狀況，其中旁通管打開。
[0051]圖4或2b示出這樣的狀況:其中第一腔Rl為收縮的(RlC)而第二腔R2為延伸的(R2E)，同時軸桿SH處于收縮狀況，其中旁通管GB關(guān)閉。
[0052]圖5或2c示出這樣的狀況:其中第一腔Rl和第二腔R2兩者均為收縮的(R1C、R2C)，同時軸桿SH處于延伸狀況，其中旁通管打開。
[0053]圖6或2d示出這樣的狀況:其中第一腔Rl和第二腔R2兩者均為延伸的，同時軸桿SH處于延伸狀況，其中旁通管GB打開。
[0054]旁通管的打開狀況可以被操作，以使排放氣體完全地或部分地偏離。
[0055]不僅如此，相對于第二腔R2的收縮狀況，第一腔Rl的膨脹狀況可以迫使排放氣體的差值部分穿過旁通管GB。這是由于例如在冷的發(fā)動機且因而渦輪增壓單元低效潤滑的狀況下，由于這通常與廢氣門閥一同發(fā)生，所以完全停用而非部分旁通可能是所期望的。
[0056]換句話說，軸桿SH可關(guān)于其通過廢氣門閥WG的膨脹而不是油驅(qū)閥OV來激活的事實而具有不同的行程。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選的替代性實施方式，兩個膜/活塞互相平行。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選的替代性實施方式，彈簧SI和S2為螺旋型的且互相共軸。優(yōu)選地，由于第一彈簧SI需要對抗更高的力，因此第一彈簧SI被布置在第二彈簧S2之外。
[0058]內(nèi)部箱體Cl被插入在兩個螺旋彈簧之間，具有圓柱形形狀并與彈簧SI和S2共軸，其中兩個基底具有由軸桿SH穿過的各自的中心孔。有助于界定第二腔R2的該內(nèi)部箱體Cl的至少第二基底R2B2配備有適當?shù)囊r墊G。而第一基底R2B1限制第一腔Rl的膨脹區(qū)。
[0059]值得注意的是，內(nèi)部箱體的第二基底與外部箱體CE的基底重合。
[0060]值得注意的是，在附圖中，第一腔Rl配備有膜Dl，而第二腔R2配備有可移動活塞D2。這并不意味著部件Dl和D2兩者均可以為膜或可移動活塞。更一般地，這種膜/活塞通?？梢苑Q為“可移動件”。
[0061]根據(jù)由前兩個的結(jié)合而得到的其他替代性實施方式，根據(jù)圖中所示出的，軸桿SH垂直于膜Dl和D2，且第二可移動件D2關(guān)于軸桿SH為環(huán)形的，因為第二可移動件D2可以在軸桿SH上滑動直至軸桿SH的對接點。
[0062]因此，軸桿SH具有第一端和第二端,該第一端適合于與第一可移動件Dl的中心接觸并且將被第一可移動件Dl的中心所推動或推動第一可移動件Dl的中心，該第二端激活旁通裝置。當在第二腔R2收縮之后第二可移動件D2壓緊對接點PB時，則軸桿被引導(dǎo)至延伸狀況。
[0063]對接點PB處于軸桿SH的前述的兩端的中間位置。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的可以與前文描述的實施方式相結(jié)合的其他優(yōu)選的替代性實施方式，第二彈簧可以被預(yù)加載。
[0065]圖7詳細地示出了第二可移動件D2。其包括套筒M (也稱為滑動件)和密封件T2，套筒M與軸桿SH共軸且在軸桿SH上滑動，密封件T2關(guān)于套筒M為環(huán)形的。密封件T2優(yōu)選地螺紋連接在套筒M上。圖7示出了鎖緊螺母⑶2，其也螺紋連接在套筒M上，以阻擋密封件T2，密封件T2具有環(huán)形槽，O型圈被容納在該環(huán)形槽中。
[0066]密封件T2可以與螺旋彈簧S2直接地接觸。優(yōu)選地，套筒配備有適當?shù)沫h(huán)形延伸部SF3,環(huán)形延伸部SF3界定第二彈簧S2的第二承壓表面(compress1n surface)。第二彈簧的第一承壓表面優(yōu)選地為內(nèi)部箱體Cl的第一基底R2B1的內(nèi)部部分，第一基底R2B1與前述的第二基底R2B2相對。
[0067]根據(jù)示出的配置，大體上為圓柱形的外部箱體CE容納第一可移動件Dl和第一圓柱彈簧SI，第一圓柱彈簧SI進而容納第二箱體Cl，第二彈簧S2和第二可移動件D2被容納于第二箱體Cl中。
[0068]如果該套筒配備有所述環(huán)形延伸部SF3，通過相對于滑動套筒M軸向地移動可移動件D2，可能界定對第二彈簧S2的預(yù)加載。特別地，隨著第二可移動件D2的密封件T2遠離環(huán)形延伸部SF3移動，對第二彈簧S2的預(yù)加載增大。
[0069]滑動套筒M可以找到在內(nèi)部箱體Cl的第一基底R2B1中的對接點?；蛘撸蛇x地，其可以在內(nèi)部箱體Cl的第一基底的分別的中心孔中穿過內(nèi)部箱體Cl的第一基底，直到在基底本身與對接元件SF4之間干涉，該中心孔在滑動套筒M本身上環(huán)形地獲得。
[0070]在方法方面，根據(jù)本發(fā)明，當渦輪的潤滑油壓力不足時，排放氣體的旁通被操作。
[0071]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，本發(fā)明的其他實施方式和等同實施方式可以被想到并付諸實踐而不偏離本發(fā)明的范圍。
[0072]根據(jù)上文列出的描述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將可能實施本發(fā)明，而不需要描述其他的結(jié)構(gòu)細節(jié)。在不同的優(yōu)選實施方式中所描述的元件和特征可以被結(jié)合，而不偏離本申請的范圍。如果在【具體實施方式】中沒有明確地排除，則在【背景技術(shù)】中所描述的內(nèi)容必須被認為與本發(fā)明的特征相結(jié)合，形成本發(fā)明的整體的部分。
【權(quán)利要求】
1.一種用于保護渦輪增壓單元(T、c)的系統(tǒng)，特別用于防止當相應(yīng)潤滑油壓力不足時相應(yīng)的損壞，包括第一排放氣體旁通裝置(OV、GB)，所述第一排放氣體旁通裝置(OV、GB)根據(jù)所述渦輪增壓單元(T、C)的潤滑油壓力來控制，以允許當所述壓力低于第一預(yù)定閾值時所述排放氣體的至少一部分旁通所述渦輪(T)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述渦輪增壓系統(tǒng)(T、C)包括潤滑回路，且其中所述旁通裝置包括最小壓力閥(OV)，所述最小壓力閥(OV)具有與所述潤滑回路操作地相連接的驅(qū)動輸入部。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，還包括排放氣體的第二旁通裝置，所述第二旁通裝置根據(jù)在相應(yīng)的進氣歧管處測量的新鮮空氣的壓力來控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第一旁通裝置和所述第二旁通裝置包括共同的旁通管(GB)或不同的旁通管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其中所述第二旁通裝置包括廢氣門閥。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述廢氣門閥和所述最小壓力閥(OV)被集成在單個主體(CE)中，所述單個主體(CE)界定雙驅(qū)動進口閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述雙驅(qū)動進口閥包括: -外部箱體(CE)， -第一進口(GI)，其預(yù)期與內(nèi)燃發(fā)動機(E)的排氣歧管操作地相連接， -第一可膨脹腔(Rl)，其中所述第一進口(GI)打開，所述第一可膨脹腔(Rl)在所述外部箱體(CE)與第一可移動件(Dl)之間形成， -第一彈簧(SI),其在所述外部箱體(CE)內(nèi)，位于所述第一可移動件(Dl)與第一固定點(SFl)之間，阻擋所述第一腔(Rl)的膨脹， -第二進口(GO)，其預(yù)期與所述渦輪增壓單元的潤滑油回路操作地相連接， -第二可膨脹腔(R2)，其中所述第二進口(GO)打開，所述第二可膨脹腔(R2)在所述外部箱體(CE)與第二可移動件(D2)之間形成， -第二彈簧(S2)，其在所述外部箱體(CE)內(nèi)，位于所述第二可移動件(D2)與第二固定點(SF2)之間，阻擋所述第二腔(R2)的膨脹， -單個軸桿(SH)，其在收縮位置與延伸位置之間是可移動的，與所述可移動件(D1、D2)相連接，以控制所述渦輪(T)的旁通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述固定點(SF1、SF2)和所述可移動件(D1、D2)相互地布置成當各自的腔(R1、R2)中產(chǎn)生的壓力達到各自的閾值時，一個相對于另一個以相反的方式移動，使得當下述狀況中的至少一種狀況被證實時，所述軸桿(SH)被迫向所述延伸位置移動(或反之向所述收縮位置移動): -進口氣體壓力等于或超出所述第一預(yù)定閾值， -潤滑油壓力等于或低于所述第二預(yù)定閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述可移動件(D1、D2)互相平行，和/或其中所述第二可移動件(D2)包括用于預(yù)加載所述第二彈簧(S2)的裝置，和/或其中所述彈簧(S1、S2)為螺旋型的且互相共軸，且內(nèi)部箱體(Cl)被插入在所述彈簧(S1、S2)之間，所述內(nèi)部箱體(Cl)具有圓柱體形狀，與所述彈簧(S1、S2)共軸，其中所述圓柱體的兩個基底具有各自的中心孔，所述軸桿(SH)穿過所述中心孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述軸桿(SH)垂直于兩個所述可移動件(D1、D2)且具有第一端，所述第一端具有所述第一可移動件(Dl)的中心，而所述第二可移動件(D2)關(guān)于所述軸桿(SH)為環(huán)形的，能夠在所述軸桿(SH)上滑動，直到所述軸桿(SH)的對接點(PB)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述圓柱體(Cl)的基底界定所述第二彈簧(S2)的第一承壓表面，且其中所述可移動件(D2)包括與歧管(M)集成的膜/活塞(T2)，所述歧管(M)與所述軸桿(SH)共軸且在所述軸桿(SH)上滑動，且其中所述滑動歧管(M)具有環(huán)形延伸部(SF3)，所述環(huán)形延伸部(SF3)界定所述第二彈簧(S2)的第二承壓表面，和/或所述圓柱體(Cl)的基底界定所述第二彈簧(S2)的第一承壓表面，且其中所述可移動件(D2)包括與歧管(M)集成的膜/活塞(T2)，所述歧管(M)與所述軸桿(SH)共軸且在所述軸桿(SH)上滑動，且其中所述滑動歧管(M)具有環(huán)形延伸部(SF3)，所述環(huán)形延伸部(SF3)界定所述第二彈簧(S2)的第二承壓表面，且其中在所述環(huán)形延伸部(SF3)與所述膜/活塞(T2)之間的相互位置為可調(diào)節(jié)的，以界定所述第二彈簧(S2)的所述預(yù)加載。
12.一種交通工具，其包括內(nèi)燃發(fā)動機(E)，所述內(nèi)燃發(fā)動機(E)具有渦輪增壓系統(tǒng)(T、C)和根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的用于保護渦輪增壓系統(tǒng)(T、C)的系統(tǒng)。
13.一種用于保護渦輪增壓系統(tǒng)(T、C)的方法，特別地用于防止當相應(yīng)潤滑油壓力不足時相應(yīng)的損壞，包括當所述潤滑油壓力低于第一預(yù)定閾值時迫使所述排放氣體至少部分地旁通所述渦輪增壓系統(tǒng)(T、c)的渦輪(T)的步驟。
【文檔編號】F02B39/14GK104514620SQ201410510184
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】米歇爾·拉菲安德拉, 恩里科·斯蒂基 申請人:Fpt工業(yè)股份公司